高中物理奥赛辅导课件十六热力学.pptVIP

* 玻耳兹曼熵公式 系统处于该宏观态时的熵 系统处于某一宏观态的热力学概率（即该宏观态所含微观态的数目） 玻耳兹曼常量 熵是态函数 熵有可加性 熵是系统无序性的量度 熵的几个重要性质 分述如下： 16-2 熵的性质 A B 熵是态函数 熵 是态函数，其变化只与系统宏观态的变化有关，与具体过程无关。 由系统的宏观态决定，故 因 自由膨胀后 熵是系统无序性大小的量度 自由膨胀前 A B 可以肯定某分子在A 不知某分子在A还是在B 比较有序 比较无序 或 无序（混乱）程度小 无序（混乱）程度大 此宏观态所含微观太数目 少 此宏观态的熵 小 此宏观态的熵 大 此宏观态所含微观太数目 多 续上 A B 熵是态函数 熵 是态函数，其变化只与系统宏观态的变化有关，与具体过程无关。 由系统的宏观态决定，故 因 自由膨胀后 熵是系统无序性大小的量度 自由膨胀前 A B 熵的性质 可以肯定某分子在A 不知某分子在A还是在B 比较有序 比较无序 或 无序（混乱）程度小 无序（混乱）程度大 此宏观态所含微观太数目 少 此宏观态的熵 小 此宏观态的熵 大 此宏观态所含微观太数目 多 熵是态函数 熵是系统无序性大小的量度 熵具有可加性 若一个系统由 两独立事件出现的总概率是这两个事件概率的乘积。因此， 两个独立的分系统A、B组成，对于某一宏观态， 合系统的热力学概率是两个分系统的热力学概率的乘积，即 。 合系统的熵 是各分系统的熵之和 上述几点性质使熵在许多领域得到广泛应用 这种相乘关系在熵的表达式中变为相加关系 熵增加原理 继续深入分析理想气体自由膨胀过程 自由膨胀前 A B A B 自由膨胀后 系统特点： 气体向真空部分膨胀，整个系统没有对外作功。 孤立系统，与外界绝热并且无其它能量和物质交换。 绝热△Q=0，无功A=0，膨胀前后理想气体内能不变 温度不变 理想气体自由膨胀过程是不可逆过程 自由膨胀过程中总是朝着热力学概率 大的方向进行，亦即 孤立系统中的不可逆过程，其微过程的熵变 朝着熵 增加的方向进行的,此过程的熵变 ，通常表达为 等温膨胀推熵变 然而，在热力学中经常要用准静态过程的理论模型去研究问题，准静态过程是可逆过程。孤立系统中可逆过程的熵变化又有何特点呢？ 此过程的熵变 可以证明 分子数 N （T ，V1） 宏观态 微观态数 W 1 分子数 N 宏观态 （T ，V2） 微观态数 W 2 理想气体等温膨胀 例如： 续上 然而，在热力学中经常要用准静态过程的理论模型去研究问题，准静态过程是可逆过程。孤立系统中可逆过程的熵变化又有何特点呢？ 分子数 N （T ，V1） 宏观态 微观态数 W 1 分子数 N 宏观态 （T ，V2） 微观态数 W 2 理想气体等温膨胀 此过程的熵变 可以证明 例如： 将 作二等分， 为便于理解假设 则 再假设膨胀后 即 则 可见 续上 此过程的熵变 可以证明 然而，在热力学中经常要用准静态过程的理论模型去研究问题，准静态过程是可逆过程。孤立系统中可逆过程的熵变化又有何特点呢？ 理想气体等温膨胀 例如： 再假设膨胀后 即 则 可见 将 作二等分， 为便于理解假设 则 分子数 N 微观态数 W 1 （T ，V1） 宏观态 分子数 N 宏观态 （T ，V2） 微观态数 W 2 则 其中 得 续上 等式两边乘以温度 将上述结果 这是热力学中讲过的等温可逆过程系统吸收的热量 故得 若系统在任意微小的等温可逆过程中吸收的热量为 则此微过程的熵变 根据热力学第一定律的微分形式 是计算热力学过程中熵变的基本公式 熵和熵变的单位是 焦耳 · 开 – 1 ( J · K – 1 ) 熵增原理表达式 上述从等温可逆过程推出的熵变表达式 对于其它准静态过程（可逆过程）都成立。 如果系统是孤立或绝热系统，则在它所发生的一切 可逆过程中 则 将上述可逆和前面讲过的不可逆种情况综合起来表达 不可逆过程 可逆过程 取 取 孤立（或绝热）系统内部所发生的过程不可逆时，其熵增加；所发生的过程可逆时，其熵不变。 对于孤立（或绝热）系统整体，其熵有增无减。可见，熵与能量或动量不同，它不遵守 “守恒定理”。 至于孤立（或绝热）