熵增加原理..doc

目录 摘要 - 2 - 1. 引言 - 3 - 2. 熵的引入 - 3 - 2.1 卡诺定理 - 3 - 2.2 克劳修斯等式 - 3 - 2.3 态函数——熵的引入 - 4 - 3. 熵增加原理 - 6 - 3.1 某些不可逆过程中熵变的计算 - 6 - 3.2 熵增加原理的数学表达式 - 8 - 4. 熵的微观意义 - 8 - 4.1 熵是系统无序程度大小的度量 - 8 - 4.2 微观状态数 - 9 - 4.3 熵与微观状态数呈正比例关系 - 9 - 4.4 熵增大原理的微观解释 - 10 - 5. 玻尔兹曼关系 - 10 - 5.1 玻尔兹曼系统下的微观状态数 - 10 - 5.2 玻尔兹曼分布 - 11 - 5.3 熵的统计表达式 - 13 - 6. 信息熵 - 16 - 6.1 信息量 - 16 - 6.2 信息熵的定义 - 17 - 6.3 信息熵与热力学熵的关系 - 17 - 7. 熵的应用 - 17 - 7.1 生命赖负熵为生 - 17 - 7.2 磁制冷技术 - 18 - 7.3 熵致相变 - 18 - 7.4 广义熵在农业研究中的应用 - 19 - 7.5 自然环境熵与人类社会熵 - 20 - 8. 总结 - 21 - 参考文献： - 21 - 致谢语 - 23 - 熵增加原理的统计物理解释及广义熵的一些讨论 林俊华 西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715 摘要：熵是热学、热力学统计中一个十分重要的物理量，被广泛的应用于人类生产生活的各个方面。其物理意义并不显而易见，本文对熵概念及其相应规律进行了一个较为系统的归纳、整理。对熵概念的思考有助于加深对热学、热力学乃至对整个自然科学和社会科学的的认识。另外，本文还介绍了熵在物理学、材料学、生命科学、生态学和能源利用领域、在社会科学中的应用。 关键词：熵；统计熵；信息熵；熵的应用 Statistical physics interpretation for the principle of entrophy increase and some discussions on generalized entrophy LIN Junhua School of Physical Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China Abstract:Entropy is an important physical quantity of heat, statistical thermodynamics .It is widely used in all aspects of human life and production.Its physical significance is not obviously.This paper summarizes the concept and the law of entropy.Knowledge entropy help us to deepen understanding of the thermodynamics,statistical and natural science and Social Science.This paper also introduces the entropy in physics, material science; in life science, ecology and energy applications; application in the Social Sciences. Key words: entropy；Statistical entropy；Information entropy；application of entropy 1．引言 熵的概念十分重要，并且运用广泛，本文的目的在于使大家对熵有一个较为正确完整的认识。本文先从热力学的角度介绍了熵的引入，其中包括介绍“卡诺定律”，”克劳修斯等式”。在得到熵的数学表达形式后，我们例举了几个不可逆绝热过程的熵变，发现这些过程的熵总是增加的，由此我们得到了“熵增加原理”。为了解释熵在宏观层面上表现出的不可逆绝热过程“熵永增加”的特性，我们开始寻求熵的微观解释。 首先，我们引入了无序的概念，然后说明熵是无序度的度量，即系统越无序熵越大。接下来，为了更形象的说明无序的概念，我们第一次引入了统计物理学中微观状态数的概念，也为介绍玻尔兹曼关系式做了铺垫。同时得到熵与微观状态数呈正比例的关系，即系统微观状态数越多，熵越大。至此，我们大致能从微观的角度解释为什么不可逆绝热过程