105熱力學(xué)第二定律的微觀解釋

10.5熱力學(xué)第二定律的微觀解釋1.有序和無序有序：只要確定了某種規(guī)則，符合這個規(guī)則的就叫做有序.無序：不符合某種確定規(guī)則的稱為無序.

無序意味著各處都一樣，平均、沒有差別，有序則相反,有序和無序是相對的.一、有序和無序宏觀態(tài)和微觀態(tài)2.宏觀態(tài)和微觀態(tài)宏觀態(tài)：符合某種規(guī)定、規(guī)則的狀態(tài)，叫做熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀態(tài)。微觀態(tài)：在宏觀狀態(tài)下，符合另外的規(guī)定、規(guī)則的狀態(tài)叫做這個宏觀態(tài)的微觀態(tài)系統(tǒng)的宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的大小。如果一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說這個“宏觀態(tài)”是比較無序的.氣體真空容器左右等體積，左部有氣體，右部為真空.抽去隔板氣體自由膨脹系統(tǒng)宏觀態(tài)-----用分子左、右兩部分的分配數(shù)目表示系統(tǒng)微觀態(tài)-----用分子處在某一部分的具體情況表示假定容器中有4個分子的情況，分子是可識別的——微觀態(tài)：二、氣體向真空的擴(kuò)散

分布（宏觀態(tài)）

詳細(xì)分布（微觀態(tài)）抽出隔板后，4個分子在容器中可能的分布如圖所示1641401234564個粒子分布

左4右0

左3右1

左2右2

左1右3

左0右4假設(shè)所有的微觀狀態(tài)其出現(xiàn)的可能性是相同的4粒子情況，總狀態(tài)數(shù)16，左4右0和左0右4，幾率各為1/16；左3右1和左1右3，幾率各為1/4；左2右2，幾率為3/8.

容器中有6個分子，在容器中的位置可能分布大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點N=1023

，

微觀狀態(tài)數(shù)目用Ω表示，則ΩN/2Nn（左側(cè)粒子數(shù)）n一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行。熱力學(xué)第二定律的微觀解釋:1.為了研究的方便，玻耳茲曼用一個新的狀態(tài)函數(shù)——熵S來表示系統(tǒng)無序性的大小.2.定義熵與熱力學(xué)概率之間的關(guān)系為：

S=klnΩ

其中k為玻耳茲曼常量，上式稱為玻耳茲曼關(guān)系式或玻耳茲曼熵公式.3.熵的微觀意義：系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度.三、熵用熵S

代替熱力學(xué)概率后，熱力學(xué)第二定律可以表述為：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總不會減小。熱力學(xué)第二定律的這一表述稱為熵增加原理.4.熵增加原理.1．關(guān)于有序和無序下列說法正確的是 (

)A．有序和無序不是絕對的B．一個“宏觀態(tài)”可能對應(yīng)著許多的“微觀態(tài)”C．一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)著唯一的“微觀態(tài)”D．無序意味著各處一樣、平均、沒有差別例題有序和無序是相對的無序意味著各處都一樣，平均沒有差別，有序則相反系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的大小，一個“宏觀態(tài)”可能對應(yīng)著許多的“微觀態(tài)”.ABD練一練2.關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，下列說法正確的是()A.大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動B.熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程C.熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運動