在熱力學中,第二定律是基本命題,是邏輯源頭,不可推導,不能稱為“定理”。 熵增加原理的內容(可以理解為第二定律的核心內容)是:“孤立(或絕熱)系統的熵永不減少(其中熵不變的情形對應著可逆過程)”。離開孤立(即不受外界的任何影響)或絕熱的條件,系統的熵是可能減少的。 一切實際宏觀過程都是不可逆過程,這是第二定律的另一種表述。因此孤立系統發生的任何實際宏觀過程中熵必然增大;發生理想的可逆過程熵不變;熵減小的過程不可能發生。 熵的定義ΔS=∫dQr/T,其中ΔS是系統在任一過程中的熵變,dQr是連線該過程始態和終態的任意可逆過程中,任一微元過程系統的微吸熱量,T是可逆過程中系統的溫度。熵的定義是理解本問題的核心,不清楚就無法理解問題。 對於非孤立系統,例如你例子中的任意一塊鐵,發生變化後熵未必減小。然而我們總可以構造一個孤立系統來應用熵增原理。對於你的例子,兩塊鐵就構成了孤立系統,過程中二者熵變的總和一定增加。 以下證明二者熱接觸時高溫鐵塊對低溫鐵塊放熱的過程中,總熵一定增加。 為簡化計算,我們不妨僅討論二者之間僅稍許傳了一定數量的熱量Q,不致引起二者溫度的明顯變化。更一般的證明樓主可參考有關教材(無教材可追問向我索取附件)。 設高溫鐵塊溫度為T1,低溫鐵塊為T2,則 高溫鐵塊的熵變ΔS1=∫dQr/T=-Q/T1,低溫鐵塊ΔS2=∫dQr/T=Q/T2, 系統總熵變ΔS=Q/T1+Q/T2>0。 如有不明歡迎追問。
在熱力學中,第二定律是基本命題,是邏輯源頭,不可推導,不能稱為“定理”。 熵增加原理的內容(可以理解為第二定律的核心內容)是:“孤立(或絕熱)系統的熵永不減少(其中熵不變的情形對應著可逆過程)”。離開孤立(即不受外界的任何影響)或絕熱的條件,系統的熵是可能減少的。 一切實際宏觀過程都是不可逆過程,這是第二定律的另一種表述。因此孤立系統發生的任何實際宏觀過程中熵必然增大;發生理想的可逆過程熵不變;熵減小的過程不可能發生。 熵的定義ΔS=∫dQr/T,其中ΔS是系統在任一過程中的熵變,dQr是連線該過程始態和終態的任意可逆過程中,任一微元過程系統的微吸熱量,T是可逆過程中系統的溫度。熵的定義是理解本問題的核心,不清楚就無法理解問題。 對於非孤立系統,例如你例子中的任意一塊鐵,發生變化後熵未必減小。然而我們總可以構造一個孤立系統來應用熵增原理。對於你的例子,兩塊鐵就構成了孤立系統,過程中二者熵變的總和一定增加。 以下證明二者熱接觸時高溫鐵塊對低溫鐵塊放熱的過程中,總熵一定增加。 為簡化計算,我們不妨僅討論二者之間僅稍許傳了一定數量的熱量Q,不致引起二者溫度的明顯變化。更一般的證明樓主可參考有關教材(無教材可追問向我索取附件)。 設高溫鐵塊溫度為T1,低溫鐵塊為T2,則 高溫鐵塊的熵變ΔS1=∫dQr/T=-Q/T1,低溫鐵塊ΔS2=∫dQr/T=Q/T2, 系統總熵變ΔS=Q/T1+Q/T2>0。 如有不明歡迎追問。