sxraaa熱力學(xué)第二定律(文件)
【正文】 無序性 非自動 單向性： 無序性增大的方向 實際自發(fā)熱力學(xué)過程都向無序性增大的方向進行 3）自由膨脹： 體積 可能位置 無序性 自動 體積 可能位置 無序性 非自動 真空 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 例： 三個粒子： a,b,c,位于同一容器中，設(shè)粒子處于左半（ A)和右半（ B)各為一種狀態(tài)，求可能出現(xiàn)的占據(jù)方式和分布。 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 :m ol1 個微觀態(tài)都拍成照片將 AN2每秒放映 1億張，（普通電影 24/秒） ）宇宙年齡放映時間需 s10(s10 18102 23?推廣： 理想氣體自由膨脹 分子數(shù) 可能微觀態(tài)數(shù) 宏觀態(tài)數(shù) 每種微觀態(tài)出現(xiàn)概率 2 3 4 N 2310026 ?.223242N223100262 ?.3 4 5 ?221321421N21231002621 ?.比較： 統(tǒng)計學(xué)概率 W 與熱力學(xué)概率 Ω ? 宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率 W = 每種微觀態(tài)出現(xiàn)的概率 w 熱力學(xué)概率 Ω ??? wW? w， W：小于 1； Ω：大于 1 最概然狀態(tài)—取最大值的宏觀態(tài)???W? 由等概率原理： 相互關(guān)系 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 由此，包含微觀態(tài)越多的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率越大。 ? 熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律，對大量粒子體系才有意義，對只含少數(shù)分子的系統(tǒng)不適用。 程無關(guān)只與初末態(tài)有關(guān)，與過:S?Ω： 數(shù)字太大，對幾個系統(tǒng)不具有可加性 ??? 21 ΩΩΩ 21 lnlnln ΩΩΩ ??為什么定義 ？ ΩkS ln?2）熵是系統(tǒng)無序性大小的量度 3）熵是系統(tǒng)接近平衡態(tài)程度的一種量度 平衡態(tài)： 差別消失，無序性最大，最概然狀態(tài) 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 玻爾茲曼熵公式： ΩkS ln?系統(tǒng)無序性的量度 熵增加原理： 孤立系統(tǒng) 自發(fā)過程 0??S問題： 如何由可觀察量計算熵變？ ??S?克勞修斯 （ 18221888） ?????2112dTQSSS熱溫比的積分 回答： =： 對應(yīng)可逆過程 ： 對應(yīng)不可逆過程 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 一 . 克勞修斯熵公式 1. 定義 從卡諾循環(huán)和卡諾定理出發(fā)尋找系統(tǒng)的熵。 熵的計算舉例 （ 1）選定系統(tǒng) （ 2）確定狀態(tài) （始、末態(tài)及其參量） （ 3）擬定可逆過程連接始、末態(tài) 可以 任選 （ 或說擬定 ） 一個可逆過程 來計算 。 答案：（ A ） 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 練習(xí) 3 設(shè)有以下過程： （ 1）兩種不同氣體在等溫下互相混合。 （ 5）理想氣體絕熱自由膨脹 在這些過程中，使系統(tǒng)的熵增加的過程是： 解： (2)、 (4)過程： 0,0 ??????TQSQ（ 1）（ 3）（ 5）是自發(fā)進行的過程，熵增加 。 （ 3）液體在等溫下汽化。 因此當(dāng)給定了系統(tǒng)的始、末狀態(tài)而 求熵變時， ▲ 計算熵變的步驟如下： 當(dāng)系統(tǒng)從初態(tài)至末態(tài)時， 也不管過程是否可逆， 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 [例 1]已知： Cu塊： m， T1，比熱 c（常量） 水： T2（恒溫） T1 平衡水 ??Cu 求： 總水 ， SSS ??? Cu 解： （該過程不可逆） 設(shè)計一個 準靜態(tài)加熱 （ 可逆） 過程： Cu T1 Cu T2?dT Cu T1+dT Cu T1+2dT Cu T2 ? TTmcTQS dddCu ??則 中國人民大學(xué)物理系徐靖編 0lnd12Cu21???? ?TTmcTTmcS TT水恒溫吸熱： 0)(2212????? T TTmcTQS 吸水CuSSS ????? 水總 )ln1(2121TTTTmc ??? 0?（自己證） 1mol理氣 經(jīng)絕熱自由膨脹體積加倍 已知： 求： 該過程理氣熵的變化 ?S =？ 解： 理想氣體 經(jīng)絕熱自由膨脹溫度不變， 氣熵公式有 故由理想 12ln
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