54.6熵熵增加原理 、热力学第二定律的微观意义 从微观上说,热力学第二定律是反映大量分子运动的无序程度变化的规律。 1功热转换 功 机械能 内能 有序运动无序运动 可见,在功热转换的过程中,自然过程总是沿着使大量分子从有序状态向无序状 态的方向进行。 2热传导 初态:两物体温度不同,此时尚能按分子的平均动能的大小来区分两物体 末态:两物体温度相同,此时已不能按分子的平均动能的大小来区分两物体。 这说明,由于热传导,大量分子运动的无序性增大了。 3气体绝热自由膨胀 初态:分子占据较小空间 末态:分子占据较大空间,分子的运动状态(分子的位置分布)更加无序了 综上可见, 一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行,这就是自然过程方向性的微观意 义 比喻:从守纪律状态→自由散漫状态可以自动进行,相反的过程却需要加强 思想教育、纪律约束。 注意:热力学第二定律是统计规律,只适用于由大量分子构成的热力学系统。 以上从概念上讨论了;状态的无序性;过程的方向性,怎样定量地描写它 们是下面要解决的问题。 二、熵 熵 entropy)(以S表示)是一个重要的状态参量。 在热力学中以熵的大小S描述状态的无序性,以熵的变化ΔS描述过程的方 向性 下面讨论熵的引进、计算等问题1 §4.6 熵 熵增加原理 一、热力学第二定律的微观意义 从微观上说，热力学第二定律是反映大量分子运动的无序程度变化的规律。 1 功热转换 功 → 热 机械能 内能 有序运动 无序运动 可见，在功热转换的过程中，自然过程总是沿着使大量分子从有序状态向无序状 态的方向进行。 2 热传导 初态：两物体温度不同，此时尚能按分子的平均动能的大小来区分两物体。 末态：两物体温度相同，此时已不能按分子的平均动能的大小来区分两物体。 这说明，由于热传导，大量分子运动的无序性增大了。 3 气体绝热自由膨胀 初态：分子占据较小空间 末态：分子占据较大空间，分子的运动状态(分子的位置分布)更加无序了。 综上可见， 一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行，这就是自然过程方向性的微观意 义。 比喻：从守纪律状态 → 自由散漫状态可以自动进行，相反的过程却需要加强 思想教育、纪律约束。 注意：热力学第二定律是统计规律，只适用于由大量分子构成的热力学系统。 以上从概念上讨论了；状态的无序性；过程的方向性，怎样定量地描写它 们是下面要解决的问题。 二、熵 熵(entropy) (以 S 表示)是一个重要的状态参量。 在热力学中以熵的大小 S 描述状态的无序性，以熵的变化 S 描述过程的方 向性。 下面讨论熵的引进、计算等问题