超強(qiáng)高中物理競(jìng)賽講義16熱力學(xué)第二定律-資料下載頁(yè)
2025-01-07 09:48本頁(yè)面
【正文】 則 可見(jiàn) 將 作二等分， 為便于理解假設(shè) 則 分子數(shù) N 微觀態(tài)數(shù) W 1 （ T ， V1） 宏觀態(tài) 分子數(shù) N 宏觀態(tài) （ T ， V2） 微觀態(tài)數(shù) W 2 則 其中 得 續(xù)上 等式兩邊乘以溫度 將上述結(jié)果 這是熱力學(xué)中講過(guò)的等溫可逆過(guò)程系統(tǒng)吸收的熱量 故得 若系統(tǒng)在任意微小的等溫可逆過(guò)程中吸收的熱量為 則此微過(guò)程的熵變 根據(jù)熱力學(xué)第一定律的微分形式 是計(jì)算熱力學(xué)過(guò)程中熵變的基本公式 熵和熵變的單位是 焦耳 開(kāi) – 1 ( J K – 1 ) 熵增原理表達(dá)式 上述從等溫可逆過(guò)程推出的熵變表達(dá)式 對(duì)于其它準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（可逆過(guò)程）都成立。 如果系統(tǒng)是 孤立或絕熱系統(tǒng) ，則在它所發(fā)生的一切 可逆過(guò)程中 則 將上述可逆和前面講過(guò)的不可逆種情況綜合起來(lái)表達(dá) 不可逆過(guò)程 可逆過(guò)程 取 取 孤立（或絕熱）系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過(guò)程不可逆時(shí)，其熵增加；所發(fā)生的過(guò)程可逆時(shí)，其熵不變。 對(duì)于孤立（或絕熱）系統(tǒng)整體，其熵有增無(wú)減。可見(jiàn)，熵與能量或動(dòng)量不同，它不遵守 “守恒定理”。 至于孤立（或絕熱）系統(tǒng)內(nèi)的個(gè)別物體，其熵則可能有增有減。但對(duì)于孤立系統(tǒng)整體，其熵只能有增無(wú)減。 若討論對(duì)象不能看成孤立或絕熱系統(tǒng)，其熵并非只能有增無(wú)減，例如，不把熱源包括在內(nèi)的理想氣體可逆放熱過(guò)程，其熵值減少。 熵判據(jù) 熵增加原理指出，孤立（或絕熱）系統(tǒng)中不可逆過(guò)程總是自發(fā)地向著熵增加的方向進(jìn)行的，與熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義完全一致。從熵值的變化可判別過(guò)程的方向： 熵增加原理是熱力學(xué)第二定律的熵表達(dá) 由熵值小的態(tài)指向熵值大的態(tài)。 熱平衡的熵判據(jù) 對(duì)于孤立系統(tǒng)內(nèi)的各種可能狀態(tài)而言， 平衡態(tài)的熵最大。 也可將熵看成是孤立（或絕熱）系統(tǒng)是否接近平衡態(tài)的量度：熵值越大，表示系統(tǒng)越接近平衡態(tài)。 熵的計(jì)算 可 逆 過(guò) 程 可 逆 過(guò) 程 不 熵是態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)從某一狀態(tài) A變化到另一狀態(tài) B 時(shí)，不論經(jīng)歷什么過(guò)程，其熵的變化相同。 只要知道始、末平衡態(tài)的狀態(tài)參量，就可以假設(shè)一個(gè)可逆過(guò)程，根據(jù)可逆過(guò)程熵變的定義式計(jì)算熵變 對(duì)于理想氣體 例一 質(zhì)量為 M，摩爾質(zhì)量為 m 的理想氣體由狀態(tài)（ TA， VA）變化到狀態(tài)（ TB， VB）的熵變值。 代入后得 其中 例二 冰的溶解熱為 105 J kg 1 1kg 0℃ 的冰化成同溫度的水的熵變 此過(guò)程可看成等溫過(guò)程 T = K 全過(guò)程吸熱 Q = 1 kg 105 J kg 1 = 105 J 熵變 105 J K 103 J K 1 作業(yè) HOME WORK 16 8
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