描述碰撞的两个统计平均量热力学定律及熵的统计意义.ppt

【宁夏】石嘴山平罗县，太沙工业园区， 高空遥测图片浊雾蒙蒙，遮天蔽日！ 【宁夏】石嘴山河滨区2004年的高空 遥测图片，真是乌烟瘴气、污浊不堪！? 无锡古运河跟新运河交汇处：左上方为穿过无锡市中心区的古运河河道。 【江苏】大运河苏州南段: 注意污水排放的颜色可怕 【江苏无锡】太湖蓝藻污染爆发时的可怕情景。污染的恶果： 高空照片的上部为著名的鼋头渚风景区，右下角为梅梁湾取水口。 地球意识：对于地球命运觉醒的声音 1992年世界各地3500位科学家签署了《全球科学家对人类的警告》：世界上大部分重要的生态系统已处于崩溃。现有人口已3倍于地球长期承受能力，臭氧层已形成两个巨大空洞，地球温度上升，导致严重自然灾害，世界已进入危机四起的新时期。 生产方式需要改变 蜘蛛不需要沸腾的硫酸和高温挤压机，消化蟋蟀和苍蝇就 能制丝，强度和韧性都好。 鲍鱼内壳的韧性比最好的陶瓷强两倍，生成不需要熔炉。 地球意识：对于地球命运觉醒的声音 聪明的设计师正在将自己变成大自然的学徒， 学习自然有益于健康的化学。 是促进人与自然和谐共存的力量 科学技术 不是人类“征服自然”的力量 在狭隘观点指导下 关于自然观 学生走向工作岗位 决不能以企业利益为中心 理工科学生必须具有地球意识！ 不能只见树木不见森林 企业 地球 地球意识与物理学的自然观 20世纪后期，人类重新“发现”地球！ 树立以熵定律为基础，以地球为中心的物理学自然观 迷途知返！ 问答题 1. 在一绝热容器中，物体A，B接触前的温度分别为TA和TB,且TA TB 。当它们接触后发生一不可逆传热过程，使｜dQ｜热量由热量A传向B，求在此过程中系统AB的熵变和系统退降的能量。 2. 什么是熵流和熵产生？为什么只有在开放系统中才存在从无序到有序转化的可能性？ 3. 平衡态的无序态和混沌态的无序态有何区别？ 4. 什么是信息？信息与熵有何关系？ 5. 从熵的角度来说，人与自然应该如何和睦相处？ 什么是熵？没有什么问题在科学史的进程中曾被更为频繁地讨论过。 自然规律不可违，熵的增大怎么也小不了了，但是，人类也是有所作为的，就是减少能量消耗，减缓熵的增加速度，延长地球生物生存的时间。 ——普利高津 ——爱因斯坦 熵理论对于整个科学来说是第一法则。 今日作业 12－13，17，21， 24，26，27，28 1909年 皮兰悬浊液实验证实 * * * 推导见书248页 * 推导见书248页 贝纳特的对流有序现象：在大的水平扁平容器中盛装液体，液面及容器底部保持温度T1,T2 ，实验指出当 T2-T1=Tc 时，其中Tc 为临界温度，从上面俯视看到液面呈现规则的正六角形图案，液体自六边形中心自下而上流动再沿六角形每一边自上而下流动，这种图称为贝纳特图案，而在 T2-T1Tc时，液体的运动是无序的。 * * * 量子力学创始人薛定谔在1944 年发表的专著《生命是什么?》中指出:自然界中正在进行的每一种事件都意味着它在其中进行的那部分世界的熵在增加,趋于接近最大值熵的危险状态,那就是死亡,惟一的办法就是从环境里吸取负熵,以抵消熵的增加,“明白的回答是靠吃、喝、呼吸以及（植物是) 同化.?? 专门术语叫新陈代谢. ” * * 近平衡态是稳定的， 只要外界作用不变，即使系统内有涨落，仍会回到原平衡定态，而不可能出现自组织现象 * 近平衡态是稳定的， 只要外界作用不变，即使系统内有涨落，仍会回到原平衡定态，而不可能出现自组织现象 * 1867年麦克斯韦曾设想过有一个能观察到所有分子速度的小精灵把守着一个容器中间隔板上一扇小闸门，当看到右边的高速分子来到闸门时就打开让高速分子进入左室，当看到左边低速分子来到闸门时也打开让低速分子进入右室。设想闸门无摩擦，于是一个小精灵无需作功可使左室越来越热，右室越来越冷，从而整个容器的熵降低了。 ** 1929年，西拉德（Szilard）认为麦克斯韦妖具有智能、具有获知分子速度的信息的能力，如何获得信息呢？它必须有一个温度与环境?不同的微型光源去照亮分子，这就要耗费一定的能量产生额外的熵。麦克斯韦妖就是以此为代价才获得信息的。这额外的熵产生抵消了整个容器的熵减少。总的说起来，总的熵还是增加的。 布里渊（Brillouin）认为容器中熵减小的过程是由于麦克斯韦妖获取了信息引起的，所以应当把信息看作为系统的熵的负值即负熵。 * * * * * * 七、玻耳兹曼能量分布率 Law of Boltzmann Energy Distribution 在保守力场作用下，分子同时具有动能和势能，分子的分布需同时考虑速率分布和空间位置分布。 势能为零处单位体积内各种速度的分子数密度 势能为εp处单位体积内各种速度的分