高二物理熱力學(xué)第二定律的微觀解釋-資料下載頁
2025-08-16 02:13本頁面
【正文】 分布僅指出 A、 B兩邊各有幾個(gè)分子，代表的是系統(tǒng)可能的宏觀態(tài)。中間各列是詳細(xì)的分布，具體指明了這個(gè)或那個(gè)分子各處于 A或 B哪一邊，代表的是系統(tǒng)的任意一個(gè)微觀態(tài)。 一種宏觀態(tài)對應(yīng)若干種微觀態(tài)。 在一定的宏觀條件下，各種可能的宏觀態(tài)中哪一種是實(shí)際所觀測到的？ 不同的宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)不同。 均勻分布對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)最多。 全部退回 A邊僅對應(yīng)一種微觀態(tài)。 7 統(tǒng)計(jì)物理基本假定 — 等幾率原理：對于孤立系，各種微觀態(tài)出現(xiàn)的可能性（或幾率）是相等的。 各種宏觀態(tài)不是等幾率的。那種宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)多，這種宏觀態(tài)出現(xiàn)的可能性就大。 定義 熱力學(xué)幾率 ： 與同一宏觀態(tài)相應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)稱為熱力學(xué)幾率。記為 ? 。 在上例中，均勻分布這種宏觀態(tài)，相應(yīng)的微觀態(tài)最多，熱力學(xué)幾率最大，實(shí)際觀測到的可能性或幾率最大。 所以，實(shí)際觀測到的總是均勻分布這種宏觀態(tài)。即系統(tǒng)最后所達(dá)到的平衡態(tài)。 對于 1023個(gè)分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，均勻分布這種宏觀態(tài)的熱力學(xué)幾率與各種可能的宏觀態(tài)的熱力學(xué)幾率的總和相比，此比值幾乎或?qū)嶋H上為 100%。 8 對整個(gè)宇宙不適用。 如布朗運(yùn)動。 平衡態(tài)相應(yīng)于一定宏觀條件下 ? 最大的狀態(tài)。 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)表述：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)過渡，從熱力學(xué)幾率小的狀態(tài)向熱力學(xué)幾率大的狀態(tài)過渡。 自然過程總是向著使系統(tǒng)熱力學(xué)幾率增大的方向進(jìn)行。 注意： 微觀狀態(tài)數(shù)最大的平衡態(tài)狀態(tài)是最混亂、最無序的狀態(tài)。 一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進(jìn)行。 1）適用于宏觀過程 對微觀過程不適用， 2）孤立系統(tǒng)有限范圍 。 9 ? 可愛的熵 ? 物理學(xué)中有個(gè)熵定律，也就是著名的熱力學(xué)第二定律。 “熵”的名稱是由德國物理學(xué)家道爾夫 克勞修斯于1868年造出來的，它代表著宇宙中不能再被轉(zhuǎn)化做功的能量的總和的測定單位，即熵的增加表示宇宙物質(zhì)的日益混亂和無序，是無效能量的總和。熵本身既不是好事，也不是壞事；它意味著腐敗和混亂，但它同時(shí)也意味著生命本身的展開 ──不論是有機(jī)的，還是無機(jī)的生命?？ㄞr(nóng)、喬治 梅特勒的大爆炸學(xué)說也認(rèn)為，宇宙是以有序的狀態(tài)開始，不斷地向無序狀態(tài)發(fā)展，它與熱力學(xué)第二定律是相符的。熱力學(xué)第一定律說明能量是守恒的、不滅的，只能從一種形式轉(zhuǎn)變到另一種形式；熱力學(xué)第二定律（熵定律）卻表明：能量不可逆轉(zhuǎn)地沿著一個(gè)方向轉(zhuǎn)化，即從對人類來說是可利用的變?yōu)椴豢衫玫臓顟B(tài)。 10 ? 有效能量告罄時(shí)，是“熱寂” ──死寂的熱平衡狀態(tài)。 有效物質(zhì)耗盡時(shí)，是一片“物質(zhì)混亂” ──整個(gè)宇宙的大混亂和大混沌。 古羅馬詩人賀拉斯說：“時(shí)間磨滅了世界的價(jià)值！”可謂一語道破了熵定律的真諦。 物理學(xué)家們認(rèn)為，熵定律是物質(zhì)世界的最終定律，人類參與的每一項(xiàng)物質(zhì)活動都受到熱力學(xué)第一、第二定律的嚴(yán)密制約；但是，他們 又認(rèn)為熵定律只涉及物質(zhì)世界，只控制時(shí)空的橫向世界，人類的精神世界并不受熵定律的專制統(tǒng)治！ 所以，生命的現(xiàn)象是宇宙洪流中的一股逆流！ 人類精神的無限發(fā)展，是不可抗拒的熵增大長河中的一條逆流之舟！
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