5　熱力學第二定律的微觀解釋

1、1熱力學第二定律的微觀解釋2不可逆過程的統(tǒng)計性質(zhì)（以氣體自由膨脹為例） 下面從統(tǒng)計觀點探討過程的不可逆性微觀意義，并由此深入認識第二定律的本質(zhì)。 熱力學第二定律的微觀意義：一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行。在熱力學中，序：區(qū)分度。 對于一個熱力學系統(tǒng)，如果處于非平衡態(tài)，我們認為它處于有序的狀態(tài)，如果處于平衡態(tài)，我們認為它處于無序的狀態(tài)。首先理解有序和無序的概念。 一個被隔板分為A、B相等兩部分的容器，裝有4個涂以不同顏色分子。3.熱力學第二定律的統(tǒng)計意義熱力學第二定律的微觀意義3分布（宏觀態(tài)）詳細分布（微觀態(tài)）14641開始時，4個分子都在A部，抽出隔板后分子將向B部擴散并在整個容器內(nèi)

2、無規(guī)則運動。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下圖所示：4 微觀態(tài)共有24=16種可能的方式，而且4個分子全部退回到A部的可能性即幾率為1/24=1/16。 一般來說，若有N個分子，則共2N種可能方式，而N個分子全部退回到A部的幾率1/2N.對于真實理想氣體系統(tǒng)N1023/mol，這些分子全部退回到A部的幾率為 。此數(shù)值極小，意味著此事件永遠不會發(fā)生。從任何實際操作的意義上說，不可能發(fā)生此類事件。 對單個分子或少量分子來說，它們擴散到B部的過程原則上是可逆的。 對大量分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，它們向B部自由膨脹的宏觀過程實際上是不可逆的。這就是宏觀過程的不可逆性在微觀上的統(tǒng)計解釋。5第

3、二定律的統(tǒng)計表述（依然看前例） 4個分子在容器中的分布對應5種宏觀態(tài)。分布（宏觀態(tài)）詳細分布（微觀態(tài)） 左邊一列的各種分布僅指出A、B兩邊各有幾個分子，代表的是系統(tǒng)可能的宏觀態(tài)。中間各列是詳細的分布，具體指明了這個或那個分子各處于A或B哪一邊，代表的是系統(tǒng)的任意一個微觀態(tài)。一種宏觀態(tài)對應若干種微觀態(tài)。在一定的宏觀條件下，各種可能的宏觀態(tài)中哪一種是實際所觀測到的？不同的宏觀態(tài)對應的微觀態(tài)數(shù)不同。均勻分布對應的微觀態(tài)數(shù)最多。全部退回A邊僅對應一種微觀態(tài)。6統(tǒng)計物理基本假定等幾率原理：對于孤立系，各種微觀態(tài)出現(xiàn)的可能性（或幾率）是相等的。各種宏觀態(tài)不是等幾率的。那種宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)多，這種宏觀態(tài)

4、出現(xiàn)的可能性就大。定義熱力學幾率：與同一宏觀態(tài)相應的微觀態(tài)數(shù)稱為熱力學幾率。記為 。 在上例中，均勻分布這種宏觀態(tài)，相應的微觀態(tài)最多，熱力學幾率最大，實際觀測到的可能性或幾率最大。 所以，實際觀測到的總是均勻分布這種宏觀態(tài)。即系統(tǒng)最后所達到的平衡態(tài)。 對于1023個分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，均勻分布這種宏觀態(tài)的熱力學幾率與各種可能的宏觀態(tài)的熱力學幾率的總和相比，此比值幾乎或?qū)嶋H上為100%。7對整個宇宙不適用。如布朗運動。平衡態(tài)相應于一定宏觀條件下 最大的狀態(tài)。熱力學第二定律的統(tǒng)計表述：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)過渡，從熱力學幾率小的狀態(tài)向熱力學

5、幾率大的狀態(tài)過渡。自然過程總是向著使系統(tǒng)熱力學幾率增大的方向進行。4.熱力學第二定律的適用范圍注意：微觀狀態(tài)數(shù)最大的平衡態(tài)狀態(tài)是最混亂、最無序的狀態(tài)。一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行。1）適用于宏觀過程對微觀過程不適用，2）孤立系統(tǒng)有限范圍。8可愛的熵物理學中有個熵定律，也就是著名的熱力學第二定律?！办亍钡拿Q是由德國物理學家道爾夫克勞修斯于1868年造出來的，它代表著宇宙中不能再被轉(zhuǎn)化做功的能量的總和的測定單位，即熵的增加表示宇宙物質(zhì)的日益混亂和無序，是無效能量的總和。熵本身既不是好事，也不是壞事；它意味著腐敗和混亂，但它同時也意味著生命本身的展開不論是有機的，還是無機的生命。卡農(nóng)、

6、喬治梅特勒的大爆炸學說也認為，宇宙是以有序的狀態(tài)開始，不斷地向無序狀態(tài)發(fā)展，它與熱力學第二定律是相符的。熱力學第一定律說明能量是守恒的、不滅的，只能從一種形式轉(zhuǎn)變到另一種形式；熱力學第二定律（熵定律）卻表明：能量不可逆轉(zhuǎn)地沿著一個方向轉(zhuǎn)化，即從對人類來說是可利用的變?yōu)椴豢衫玫臓顟B(tài)。9有效能量告罄時，是“熱寂”死寂的熱平衡狀態(tài)。有效物質(zhì)耗盡時，是一片“物質(zhì)混亂”整個宇宙的大混亂和大混沌。古羅馬詩人賀拉斯說：“時間磨滅了世界的價值！”可謂一語道破了熵定律的真諦。物理學家們認為，熵定律是物質(zhì)世界的最終定律，人類參與的每一項物質(zhì)活動都受到熱力學第一、第二定律的嚴密制約；但是，他們又認為熵定律只涉及物

7、質(zhì)世界，只控制時空的橫向世界，人類的精神世界并不受熵定律的專制統(tǒng)治！所以，生命的現(xiàn)象是宇宙洪流中的一股逆流！人類精神的無限發(fā)展，是不可抗拒的熵增大長河中的一條逆流之舟！包裝本身的商品性也越來越顯著，它已成為一種不再依附于商品生產(chǎn)的特殊產(chǎn)品，一種所有商品都離不開的、廣泛應用的產(chǎn)品。國科學家研究出一款由電解質(zhì)制成的環(huán)保塑料袋，這種環(huán)保塑料袋不但可以被無害分解，而且這款環(huán)保塑料袋還能溶于水中。塑料袋 鋁箔袋真空袋 自動包裝卷膜 包裝袋 / 塑料袋 鋁箔袋真空袋 自動包裝卷膜 包裝袋 mgh70nei根據(jù)科學家解釋，生活中常見的高分子塑料材料做成的產(chǎn)品，需要數(shù)百年的時間才能夠完全的被分解，將存在地球上

8、好幾百年。 根據(jù)實際數(shù)字顯示，有80%使用后的塑料袋，最終與一般垃圾一樣被運至垃圾堆田區(qū)處理，僅有百分之七的塑料被回收循環(huán)使用。這種新的環(huán)保塑料袋在分解過程不會釋出有害的物質(zhì)，甚至還能分解為昆蟲喜愛的天然物質(zhì)，對保護自然環(huán)境起了極大的幫助。沒有。唉，五兩啊！就當是舍不得孩子掏不著狼吧。誰知道梁公公這個老油條說沒說實話，四阿哥才給了半兩？不可能吧，那他可真是名副其實的鐵公雞！這還是他自個兒求的賜婚呢，這要是皇上硬下的圣旨，還不才只給壹個銅錢？第壹卷 第七十七章 失算眼見呂公公出了府，十四阿哥興奮得立即吩咐府里今天要好好慶賀壹番！十四福晉完顏氏穆哲壹見爺這么高興，心里的氣真是不打壹處來！這府里又不

9、缺諸人，什么樣的諸人爺沒有見過，至于這么高興嗎？可是心里再不滿意，表面上也不敢再表現(xiàn)出來，爺?shù)氖虑樗睦锔艺f個“不”字？十四阿哥壹見穆哲對他的話磨磨蹭蹭地不趕快去準備，臉上又是壹副不情不愿的別扭樣子，就知道這個醋壇子又在發(fā)酸了，于是哼了壹句：“婦人之見！”“爺，妾身就是壹個婦人，難道還能有爺們之見？”“你懂什么！這伊爾根覺羅氏可是壹個大寶貝呢！”“爺！您這還沒有娶進府里呢，就開始偏袒她，將來妾身可是沒有活路了??！”“你！你嚎什么！你跟八嫂不學點兒好，凈學這個！”“喲！這是誰??！背地里說我什么不學好，凈學這個？”十四阿哥這叫壹個叫苦不迭！八哥八嫂跟他們壹家關(guān)系極好，從來都是不用請也不用約，直接上

10、門就來?？汕蓜倓偨油晔ブ迹麄冞€沒回后院呢，就在前廳拌起嘴來。八哥八嫂怎么來得就是這么巧，恰好聽到了他訓斥穆哲的那句話！他就是跟八哥八嫂關(guān)系再好，這諷刺八嫂的話，還是讓他覺得不好意思：“嘻，八嫂這可是聽岔了呢，十四弟這不是讓穆哲好好跟您學學，也像八嫂那樣，把弟弟這十四貝子府也能夠治理得水泄不通！別整天凈游手好閑的！”“什么？你小子怎么凈變著法子欺負你八嫂？你不說我治府有方，居然敢說我們八貝勒府是水泄不通？”“八嫂息怒，八嫂息怒，我家爺從來沒個正形，這不是見著八嫂高興，想跟您斗斗嘴嘛，剛剛還跟弟妹我拌嘴呢！”八福晉郭絡(luò)羅氏那木泰壹見穆哲出面打圓場，也就懶得再跟老十四斗嘴，直奔了主題：“行了，老十四，看你興致還真高?。∵€能跟你八嫂嬉皮笑臉呢。你是真不知道還是假不知道？你四哥可是剛被皇阿瑪賜了婚！”“八哥八嫂跟四哥住隔壁，四哥府上什么事情能逃得過您的火眼金睛？不過，皇阿瑪又不是給八哥賜婚，您急什么啊！”“你能不能有點兒正形