2013年4月自考《物理(工)》串讲第四章(2)

更新时间：2013-04-03 13:59:45 来源：|0

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摘要 2013年4月自考《物理(工)》串讲第四章(2)

　　第二部分：热力学第二定律

　　这个定律其实就是上面指出的热现象有关的宏观过程的不可逆性的规律。可以有以下表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响;不可能从单一热库吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响;即第二类永动机是不可能制成的。

　　那么热力学第二定律的实质是什么?这就从热力学系统的微观状态来进行研究分析，根据对微观分子状态的统计和概率分析，得出这样的结论，在宏观孤立系统内部所发生的过程，总是由微观状态数目少的宏观状态向包含微观状态数目多的宏观状态进行。

　　用一个符号Ω来表示任一宏观状态所包含的微观状态数目为该宏观状态的热力学概率。

　　热力学系统是由大量作无序运动的分子组成的。

　　相应的，热力学第二定律就可理解为：在宏观孤立系统内部所发生的实际过程，就是沿着热力学概率大的宏观状态进行，总是沿着无序性增大的方向进行。

　　这是一条统计规律，因为这是大量无序运动的分子的宏观表现，如果只有少数分子，那么它就不适用此规律。同时，这条定律指出的只是过程进行的最概然方向，从理论上讲，孤立系统的热力学概率Ω值和无序性变小的过程也可能发生，但是根据概率统计，其在实际上发生的可能性极小，所以一般不会出现或观测不到。

　　为了把这个定律进行定量的表示，我们引进“熵”概念，用S表示，这个玻尔兹曼关系公式应记住：

　　S=klnΩ 这个k就是玻尔兹曼常量 1.38×1023 J/K

　　熵增加原理也就是热力学第二定律的又一表述：在宏观孤立系统内所发生的实际过程总是沿着熵增加的方向进行，即 ΔS>0

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