大學(xué)物理之熱學(xué)2

第十二章討論了熱力學(xué)系統(tǒng)（氣體）處于平衡態(tài)的性質(zhì)。本章討論一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)所遵循的普遍規(guī)律（實(shí)驗(yàn)結(jié)果，宏觀性質(zhì)）。第十三章熱力學(xué)基礎(chǔ)

13--1準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程功熱量研究系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因

(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：熱力學(xué)研究的對(duì)象稱為熱力學(xué)系統(tǒng)（我們只研究氣體系統(tǒng)），其它均稱為外界。系統(tǒng)的分類：研究對(duì)象與外界有功，有熱交換:研究對(duì)象與外界無(wú)功，有熱交換:研究對(duì)象與外界有功，無(wú)熱交換:研究對(duì)象與外界無(wú)功，無(wú)熱交換:一般系統(tǒng)透熱系統(tǒng)絕熱系統(tǒng)封閉（孤立）系統(tǒng)(2)平衡態(tài)狀態(tài)參量狀態(tài)方程*平衡態(tài)：

不受外界影響的系統(tǒng)，其宏觀性質(zhì) （P、V、T）不隨外界變化的狀態(tài)。*狀態(tài)參量：描述氣體平衡狀態(tài)的物理量（P、V、T）*狀態(tài)方程：理想氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)參量之 間的關(guān)系。恒量===LL222111TVPTVPRTmPVM=一準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程熱力學(xué)過(guò)程指狀態(tài)隨時(shí)間變化的過(guò)程，過(guò)程分類：1、按系統(tǒng)與外界的關(guān)系分類:自發(fā)過(guò)程：無(wú)外界幫助，系統(tǒng)的狀態(tài)改變。非自發(fā)過(guò)程：有外界幫助，系統(tǒng)的狀態(tài)改變。非平衡態(tài)

到平衡態(tài)（反之）大量實(shí)驗(yàn)證明：2、按過(guò)程中經(jīng)歷的各個(gè)狀態(tài)的性質(zhì)分類:準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）：初態(tài)、每個(gè)中間態(tài)、終態(tài)都可近似地看成是平衡態(tài)的過(guò)程。非靜態(tài)過(guò)程（非平衡過(guò)程）：只要有一個(gè)狀態(tài)不是平衡態(tài)，整個(gè)過(guò)程就是非靜態(tài)過(guò)程。3、按過(guò)程的特征分類:

等容過(guò)程：dV=0

等壓過(guò)程：dP=0等溫過(guò)程：dT=0

絕熱過(guò)程：dQ=0，Q=0

循環(huán)過(guò)程：

dE=0E終態(tài)=E初態(tài)氣體活塞砂子1220平衡過(guò)程是無(wú)限緩慢地進(jìn)行的，是理想化的抽象。30平衡過(guò)程可在PV圖上表示出來(lái)。PVPV圖上一個(gè)點(diǎn)，表示一個(gè)狀態(tài)。PV圖上一條線，表示一個(gè)過(guò)程。非平衡態(tài)，非平衡過(guò)程不能在PV圖上表示?。?00TVPPVT注意：10

實(shí)際的熱力學(xué)過(guò)程是非平衡過(guò)程。例：壓縮過(guò)程

TVP000PVT平衡平衡二功改變內(nèi)能的方法外界對(duì)系統(tǒng)作功（或反之）。外界對(duì)系統(tǒng)傳熱（或反之）。計(jì)算系統(tǒng)在準(zhǔn)靜態(tài)膨脹過(guò)程中所作的功：當(dāng)活塞移動(dòng)一段有限距離時(shí)氣體作功1、功dl1V2V12PVdV注意：

10此過(guò)程所作的功反映在P-V圖上，就是曲線下的面積。20功不僅與初、末態(tài)有關(guān)，還與過(guò)程有關(guān)。系統(tǒng)與外界之間由于存在溫度差而傳遞的能量叫做熱量。三熱量13–2內(nèi)能熱力學(xué)第一定律一內(nèi)能

*功和熱量的區(qū)別*功和熱的等效

對(duì)一系統(tǒng)作功或傳遞熱量能導(dǎo)致相同的狀態(tài)變化作功：通過(guò)物體宏觀位移來(lái)完成.

是系統(tǒng)外物體的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。傳熱：通過(guò)分子間的相互作用來(lái)完成.

是系統(tǒng)外、內(nèi)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。熱力學(xué)系統(tǒng)在一定的狀態(tài)下所具有一定的能量,叫做熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能.1卡

=4.18J，1J=0.24

卡注意

10系統(tǒng)的

內(nèi)能的改變量只決定于始、末兩個(gè)狀態(tài),而與所經(jīng)歷的過(guò)程無(wú)關(guān).或者說(shuō),系統(tǒng)的內(nèi)能是系統(tǒng)狀態(tài)(P、V、T)的單值函數(shù).20國(guó)際單位制中，功、熱、內(nèi)能的單位都是焦耳（J）。（1卡=4.18焦耳)20理想氣體的內(nèi)能

理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)對(duì)一定量的氣體理想氣體的

內(nèi)能的改變量只決定于始、末兩個(gè)溫度,而與所經(jīng)歷的過(guò)程無(wú)關(guān).

二

熱力學(xué)第一定律

數(shù)學(xué)表式系統(tǒng)從外界吸熱Q為正(反之為負(fù))系統(tǒng)對(duì)外界作功w為正(反之為負(fù))系統(tǒng)內(nèi)能增加E2-E1為正(反之為負(fù))2、對(duì)微小變化過(guò)程系統(tǒng)從外界吸收的熱量,一部分用于系統(tǒng)對(duì)外作功，另一部分使系統(tǒng)內(nèi)能增加。3、熱一律是包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換和守恒定律。問(wèn)：經(jīng)一循環(huán)過(guò)程（E2-E1=0）不要任何能量供給不斷地對(duì)外作功，或較少的能量供給，作較多的功行嗎？熱一律可表述為：第一類永動(dòng)機(jī)是不可能的！1、符號(hào)規(guī)定:注意：

10熱一律的適用范圍：只要始、末狀態(tài)是平衡態(tài),任何熱力學(xué)系統(tǒng)的任何熱力學(xué)過(guò)程。20對(duì)只有壓強(qiáng)作功的系統(tǒng)(如氣體)熱一律可表為：

13--3

理想氣體的等體過(guò)程和等壓過(guò)程摩爾熱容對(duì)平衡過(guò)程計(jì)算一等容過(guò)程定體摩爾熱容根據(jù)：1、特征：dV=0，V=恒量，過(guò)程方程:P/T=恒量2、P—V圖和30根據(jù)熱一律知:熱量與過(guò)程有關(guān).實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，自然界的普遍規(guī)律.3、定容摩爾熱容：1摩爾氣體在等容過(guò)程中，溫度升高（或降低）1度所吸收（或放出）的熱量。1單原子分子雙原子分子4、計(jì)算等容過(guò)程中的意義：系統(tǒng)吸收的熱量全部用來(lái)增加系統(tǒng)本身的內(nèi)能。功：熱量：內(nèi)能增量：二等壓過(guò)程定壓摩爾熱容1、特征：dP=0，P=恒量，過(guò)程方程:V/T=恒量。2、P—V圖03、定壓摩爾熱容：1摩爾氣體在等壓過(guò)程中，溫度升高（或降低）1度所吸收（或放出）的熱量。故因1mol理想氣體在等壓過(guò)程中，溫度升高1度所吸收

的熱量除了供給系統(tǒng)增加內(nèi)能外，還要供系統(tǒng)作功。4、計(jì)算等壓過(guò)程的：功：熱量：內(nèi)能增量：注意：只有等壓過(guò)程才有：若是一般過(guò)程,應(yīng)有：為何？意義：系統(tǒng)吸收的熱量，一部分對(duì)外作功，一部分增加自身的內(nèi)能?；蚧蚧蛲?3–4理想氣體的等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程1、特征:dT=0T=恒量,過(guò)程方程:PV=恒量2、P—V圖意義：系統(tǒng)吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外作功。3、“定溫摩爾熱容”4、計(jì)算等溫過(guò)程的：功：熱量：內(nèi)能的改變：T一等溫過(guò)程二絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程：系統(tǒng)與外界無(wú)熱交換，系統(tǒng)狀態(tài)變化的過(guò)程。準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程:(無(wú)限緩慢地進(jìn)行)一、準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程過(guò)程方程:(由理想氣體狀態(tài)方程和熱一定律推導(dǎo))恒量=gPV非靜態(tài)絕熱過(guò)程1、特征dQ=0絕熱壁(引入比熱容比)恒量恒量==g--g-gTPTV11或2、P—V圖3、“絕熱摩爾熱容”4、計(jì)算絕熱過(guò)程中的功：熱量：內(nèi)能改變：意義:氣體絕熱膨脹對(duì)外作功靠得是氣體內(nèi)能的減少。二、絕熱線與等溫線的比較絕熱等溫1、過(guò)程方程2、氣體動(dòng)理論T:nPS:n+εtP結(jié)論:

絕熱線比等溫線要陡些過(guò)程特征過(guò)程方程QWE等容等壓等溫絕熱V常量

P常量T常量（P/T）=常量（V/T）=常量PV=常量常量常量常量===g--g-ggTPTVPV11三、氣體自由膨脹非靜態(tài)絕熱過(guò)程左邊的理想氣體處于平衡態(tài)，抽去隔板，過(guò)一段時(shí)間后，整個(gè)容器達(dá)到一個(gè)新的平衡態(tài)。這是自由膨脹過(guò)程沒(méi)有外界幫助,過(guò)程中每個(gè)時(shí)刻都不是平衡態(tài)。(爆炸……)但不是等溫過(guò)程（狀態(tài)方程可用，過(guò)程方程不能用）1、一定量的理想氣體P1、V1、T1，后為P2、V2、T2，已知V2>V1,T2=T1以下說(shuō)法哪種正確？（A）不論經(jīng)歷什么過(guò)程，氣體對(duì)外凈作功一定為正值（B）不論經(jīng)歷什么過(guò)程，氣體對(duì)外界凈吸熱一定為正值（C）若是等溫過(guò)程，氣體吸的熱量最少（D）若不知什么過(guò)程，則A、Q的正負(fù)無(wú)法判斷[D]2、一定量的理想氣體從a態(tài)到b態(tài)（A）絕熱壓縮（B）等容吸熱（C）吸熱壓縮（D）吸熱膨脹

13--5循環(huán)過(guò)程和熱機(jī)效率一、循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)的工質(zhì)，經(jīng)一系列變化過(guò)程又回到了初始狀態(tài).

過(guò)程按順時(shí)針進(jìn)行叫正循環(huán)，反之，叫逆循環(huán)。1、特征dE=03、熱功計(jì)算：按各不同的分過(guò)程進(jìn)行，總合起來(lái)求得整個(gè)循環(huán)過(guò)程的凈熱量、凈功。在任意一個(gè)循環(huán)過(guò)程中,系統(tǒng)所作的凈功都等于P--V圖所示循環(huán)所包圍的面積.2、

P—V

圖二、熱機(jī)和致冷機(jī)工質(zhì)的循環(huán)用到工程技術(shù)中去，制成熱機(jī)、致冷機(jī)。1、熱機(jī)：利用工質(zhì)燃燒作功把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置等壓等溫絕熱什么過(guò)程能將熱能變成功？什么過(guò)程最好？似乎等溫過(guò)程最好0實(shí)際上，僅僅等溫過(guò)程是不行的！熱機(jī)必須要回到原狀態(tài)，要有類似于下圖的正循環(huán)。熱機(jī)的循環(huán)一定是正循環(huán)以保證熱機(jī)效率:

系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰酫1,一部分對(duì)外作凈功W,另一部分向低溫?zé)嵩捶艧酫2,根據(jù)熱一定律,可得凈2、致冷機(jī)：將熱機(jī)的工作過(guò)程反向運(yùn)轉(zhuǎn)（逆循環(huán)），就是致冷機(jī)。致冷系數(shù):外界對(duì)系統(tǒng)作凈功w,系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次鼰酫2,向高溫?zé)嵩捶艧酫1.于是,當(dāng)系統(tǒng)完成一個(gè)循環(huán)后,外界對(duì)系統(tǒng)所作的凈功為W=Q1-Q2,通常把叫做致冷機(jī)的致冷系數(shù).把系統(tǒng)對(duì)外所作凈功與系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰嶂冉凶鰺釞C(jī)效率或循環(huán)效率,即三、卡諾循環(huán)最理想的循環(huán)1、卡諾熱機(jī)：由4個(gè)過(guò)程組成的正循環(huán)系統(tǒng)對(duì)外作功Q1系統(tǒng)從外吸熱凈熱量?jī)艄φ麄€(gè)循環(huán)過(guò)程Q2系統(tǒng)從外吸熱T1T21～2:系統(tǒng)對(duì)外作功系統(tǒng)從外吸熱2～3:3～4:系統(tǒng)向外放熱外界對(duì)系統(tǒng)作功4～1:外界對(duì)系統(tǒng)作功熱機(jī)的工作原理:系統(tǒng)所吸收的熱量,不能全部用來(lái)對(duì)外作凈功,必須有一部分傳給冷源,才能進(jìn)行循環(huán)。T1T22、熱機(jī)效率熱機(jī)至少要在兩個(gè)熱源中間進(jìn)行循環(huán)從高溫?zé)嵩次鼰崛缓蠓乓徊糠譄崃康降蜏責(zé)嵩慈?，因而兩個(gè)熱源的溫度差才是熱動(dòng)力的真正源泉，工作物質(zhì)的選擇是無(wú)關(guān)緊要的。~由所以卡諾為熱力學(xué)第二定律奠定了基礎(chǔ)，為提高熱機(jī)的效率指明了方向，為熱力學(xué)的發(fā)展作出了杰出的貢獻(xiàn)！10從單一熱源吸取熱量的熱機(jī)是不可能的注意：20卡諾熱機(jī)的效率只與T1、T2有關(guān)，與工作物無(wú)關(guān)。30不可能3、卡諾致冷機(jī)（1）原理：Q1Q2T1T2外界對(duì)系統(tǒng)作凈功W,系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次鼰酫2,向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌1,根據(jù)熱一定律：~等溫（2）結(jié)果：使低溫?zé)嵩吹臏囟仍絹?lái)越低（致冷）說(shuō)明了：低溫?zé)嵩吹臒崃渴遣粫?huì)自動(dòng)地傳向高溫?zé)嵩吹模韵耐夤榇鷥r(jià)。（3）致冷系數(shù)越高越好（吸一定的熱量Q2需要的外功越少越好）。注意：10

T2

越低,或使溫度差T1-T2

增大，都導(dǎo)致ε下降，說(shuō)明要得到更低的T2，就要花更大的外功。20放出的熱量是可以利用的。def:設(shè)作defd循環(huán)(逆循環(huán)),外界對(duì)系統(tǒng)作凈功,所以系統(tǒng)向外界放凈熱.由于fd過(guò)程不放熱(絕熱),所以def過(guò)程放凈熱.abc：0+

+例2、一定量的理想氣體，分別經(jīng)歷abc，def過(guò)程這兩過(guò)程是吸熱還是放熱？例1、兩相同的容器，一個(gè)盛氫氣，一個(gè)盛氦氣（均為剛性）開始P、T相等，現(xiàn)將6J熱量傳給氦氣，使T

若使氫氣也升高同樣溫度應(yīng)向氫氣傳遞熱量例4、如圖兩卡諾循環(huán)面積相等（A）兩個(gè)熱機(jī)效率一定等（B）從高溫?zé)嵩次鼰岬龋–）向低溫?zé)嵩捶艧岬龋―）吸熱與放熱之差等例3、一定質(zhì)量的理想氣體循環(huán)過(guò)程分析Q、W的正負(fù)1—2：等壓2—3：等溫3—1：等容

13–6熱力學(xué)第二定律的表述卡諾定理第二類永動(dòng)機(jī)是否可能？（100%）無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)證明：效率為100%的、循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)是不可能制成的。（它并不違反熱一律）一、熱力學(xué)第二定律的兩種表述不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，只從一個(gè)熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ渌矬w不發(fā)生任何變化。注意:10若不是“循環(huán)動(dòng)作”的熱機(jī)，只從一個(gè)熱源吸熱，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ环艧幔强梢赞k到的。20只從一個(gè)熱源吸取熱量，并將全部熱量變?yōu)楣Φ难h(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，稱為第二類永動(dòng)機(jī)。熱二律可以表述為：第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的！第一類永動(dòng)機(jī)是不可能的（100%）Q=E+W開爾文表述:(從海水中吸熱，海水的溫度只要降低0.01度,所作的功就可供全世界的工廠用1000多年!)

30“其它物體都不發(fā)生任何變化”指外界和系統(tǒng)都恢復(fù)原狀態(tài)。40

開爾文表述也可以簡(jiǎn)單地表述為:熱量不能通過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程完全變成功。

克勞修司表述:熱量不能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體。注意:

10“自動(dòng)地”幾個(gè)字…...

20熱量自動(dòng)地由低溫傳到高溫,不違反熱力學(xué)第一定律，但違背了熱力學(xué)第二定律。30熱二律的開氏描述和克氏描述表面上看風(fēng)馬牛不相及,實(shí)際上是等價(jià)的。40熱一律說(shuō)明:任何過(guò)程必須能量守恒。熱二律說(shuō)明:并非所有的能量守恒過(guò)程都能實(shí)現(xiàn)。（熱力學(xué)第二定律反映了自然界實(shí)際過(guò)程的方向性）

熱二律為什么會(huì)有兩種（實(shí)際是無(wú)數(shù)種）表述？表面上無(wú)關(guān)系實(shí)質(zhì)上為什么是等價(jià)的？熱二律到底是什么含義？有沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的描述？二可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程1、可逆過(guò)程在某過(guò)程a~b中系統(tǒng)由a態(tài)~

b態(tài)。如能使系統(tǒng)由b態(tài)回到a態(tài)，周圍一切也各自恢復(fù)原狀，那么，ab過(guò)程稱為可逆過(guò)程。無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（即PV圖上的過(guò)程）都是可逆的。PVab例:準(zhǔn)靜態(tài)等溫過(guò)程ab系統(tǒng):狀態(tài)變化外界:-Q、+Wab是不是可逆過(guò)程呢?就要看能不能找到一個(gè)過(guò)程,在系統(tǒng)回到a時(shí),外界恢復(fù)原狀.選擇等溫壓縮過(guò)程,在經(jīng)過(guò)ba過(guò)程后系統(tǒng):狀態(tài)回復(fù)外界:+Q、-W總起來(lái)看系統(tǒng):狀態(tài)回復(fù)外界:-Q+Q=0、+W-W=0系統(tǒng)和外界都恢復(fù)原狀,所以準(zhǔn)靜態(tài)等溫過(guò)程ab是一可逆過(guò)程.2、不可逆過(guò)程…...如果系統(tǒng)恢復(fù)不了原態(tài)，ab就是不可逆的。若系統(tǒng)恢復(fù)了原態(tài)卻引起了外界的變化ab也是不可逆的。例：1、功變熱的過(guò)程摩擦生熱使系統(tǒng)溫度升高。焦耳實(shí)驗(yàn)證明：外界對(duì)系統(tǒng)所作的功，可以全部轉(zhuǎn)變成熱量。W~Q1,但根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不能通過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程完全變成功,所以功變熱的過(guò)程是不可逆的！Q12、氣體的自由膨脹過(guò)程系統(tǒng):狀態(tài)變化外界:Q=0、W=0由于系統(tǒng)的溫度不變,設(shè)想經(jīng)過(guò)一個(gè)等溫壓縮過(guò)程使系統(tǒng)回復(fù)原狀.但這時(shí)外界:-W、+Q.但這些熱量不能通過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程完全變成功,所以外界不能恢復(fù)原狀.因此氣體的自由膨脹過(guò)程是一不可逆過(guò)程4、氣體的迅速膨脹過(guò)程（爆炸）氣體的迅速膨脹過(guò)程是不可逆的！3、熱量從高溫物體傳到低溫物體的過(guò)程5、水自動(dòng)地從高處向低處流。6、鐵在自然界中變成氧化鐵。7、生命過(guò)程……這些過(guò)程都是不可逆的!?總之，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的，自發(fā)過(guò)程是不可逆的。

原來(lái)，開爾文和克勞修司是分別選用了兩個(gè)不可逆過(guò)程（功變熱、熱從高溫物體傳向低溫物體）來(lái)表示同一物理實(shí)質(zhì)：“一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的”（熱力學(xué)第二定律）

熱力學(xué)第二定律表現(xiàn)了過(guò)程進(jìn)行的方向和限度。三、卡諾定理“<”號(hào)表示T1、T2間的不可逆卡諾機(jī)?！?”號(hào)表示T1、T2間的可逆卡諾機(jī)。我們清楚了熱力學(xué)第二定律為什么有無(wú)數(shù)種表述以及為什么它們是等效的。一、熱二律的統(tǒng)計(jì)意義：13—7熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義和熵的概念

A

室B室微觀狀態(tài)數(shù)宏觀狀態(tài)數(shù)幾率4個(gè)分子系統(tǒng)的自由膨脹46411111111/164/164/161/16微觀狀態(tài)數(shù)4個(gè)分子在兩室中所有可能分布數(shù)。宏觀狀態(tài)數(shù)只問(wèn)A室?guī)讉€(gè)分子B室?guī)讉€(gè)分子，不問(wèn)哪號(hào)分子在哪室。等幾率原理對(duì)孤立系統(tǒng)，所有微觀態(tài)是等幾率的。左表每個(gè)微觀態(tài)出現(xiàn)的幾率是相等的，為1/16。左表5種宏觀態(tài)，每種宏觀態(tài)所包含的微觀態(tài)數(shù)都不相等，幾率大的狀態(tài)出現(xiàn)的可能性大，幾率為6/16的宏觀態(tài)幾率最大。6/16歸納一下統(tǒng)計(jì)規(guī)律：4個(gè)分子都在A室（或B室）的幾率為：N個(gè)分子都在A室（或B室）的幾率為：4個(gè)分子在A、B兩室中平均分配的幾率為：N個(gè)分子在兩室中平均分布的幾率為：熱二律的統(tǒng)計(jì)意義是：在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程是從幾率小的宏觀狀態(tài)向幾率大的宏觀狀態(tài)進(jìn)行。或：從包含微觀數(shù)目少的宏觀態(tài)向幾率大的宏觀態(tài)進(jìn)行。二、熵熵增加原理1、熵：熱力學(xué)第二定律反映了過(guò)程進(jìn)行的方向和限度，不同的實(shí)際宏觀過(guò)程有不同的標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明這個(gè)方向和限度。能否找到一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)呢？這種不可逆性本身說(shuō)明了系統(tǒng)所處的初末兩態(tài)肯定在某種屬性上有差異，肯定存在某種新的態(tài)函數(shù)。能！這就是“熵”熵是什么？是否存在？以上現(xiàn)象的共同特點(diǎn)可以看出：當(dāng)系統(tǒng)處于某初始狀態(tài)時(shí)，總要發(fā)生由初態(tài)向末態(tài)的自然過(guò)渡（反之不行）。這個(gè)態(tài)函數(shù)不是內(nèi)能（絕熱自由膨脹是不可逆的，但內(nèi)能不變）。希望能找到這個(gè)態(tài)函數(shù)，用它的量值的變化來(lái)說(shuō)明自發(fā)過(guò)程的不可逆性。這個(gè)新的態(tài)函數(shù)就是“熵”！W=lnkS定義熵:

k為玻爾茲曼常數(shù),Ω為系統(tǒng)處于某一宏觀態(tài)時(shí)的總微觀態(tài)數(shù).1、S是系統(tǒng)的單值函數(shù),S=S2-S1只與系統(tǒng)的始末狀態(tài)有關(guān),與過(guò)程無(wú)關(guān).熵是熱力學(xué)無(wú)序程度的量度2、熱力學(xué)微觀態(tài)數(shù)多的宏觀狀態(tài),其熵值也大，反之就小3、從分子運(yùn)動(dòng)的角度看：分子無(wú)序程度小分子無(wú)序程度大由于自發(fā)過(guò)程是由微觀態(tài)數(shù)少的狀態(tài)向微觀態(tài)數(shù)多的狀態(tài)進(jìn)行的,所以S=S2-S1=kln

Ω2–klnΩ10如果孤立系統(tǒng)中進(jìn)行的可逆過(guò)程,意味著始末狀態(tài)的幾率或微觀態(tài)數(shù)相等,因而熵相等.結(jié)論:

孤立系統(tǒng)的熵永不會(huì)減少,即或-----熵增加原理它也是熱力學(xué)第二定律的一種表述方式1、一