热力学第二定律的本质及熵的统计意义

1、理,1 定义：某系统宏观状态的熵,(1),熵是状态量,无限小可逆过程,熵的单位,可逆过程,在可逆过程中，系统从状态A改变到状态B , 其热温比的积分只决定于始末状态，而与过程无关. 据此可知热温比的积分是一态函数的增量，此态函数称熵.,熵是态函数,可逆过程,可逆过程,熵增加原理：在一个孤立系统（或绝热系统）可能发生的过程是熵增加或保持不变的过程。
孤立系统中的熵永不减少.,对一个孤立系统发生的过程总是从微观状态数 小的状态变化到大的状态。
（ ）,孤立系统中的可逆过程，其熵不变；孤立系统中的不可逆过程，其熵要增加 .,熵增加原理成立的条件: 孤立系统或绝热过程.,熵增加原理的应用 ：给出自发过程进行方向的判椐 .,例1 求热传导中的熵变,设在微小时间 内,从 A 传到 B 的热量为 .,同样，此孤立系统中不可逆过程熵亦是增加的 .,例2 证明理想气体真空膨胀过程是不可逆的 .,在态1和态2之间假设一可逆等温膨胀过程,不可逆,热力学第二定律亦可表述为 ： 一切自发过程 总是向着熵增加的方向进行 .,三、 熵增加原理与热力学第二定律,生命科学： 熵的高低。

2、小,的状态向几率大的状态进行，也就是分子热运,动的无序性增加的方向。
,热力学第二定律的统计意义: 自发过程总,是由无序度较低的宏观态向着无序度更高的宏,观态过渡。
,信息学院 物理教研室,信息学院 物理教研室,。

3、一微观状态出现的 概率相等 。
（ 3）微观解释： 不可逆过程是从 概率小 的宏观状态向概率大 的宏观状态进行的过程。
系统在某一 宏观状态 所包含的微观态数 。
a b c d A B P250 表 13 5 若某一宏观态的热力学概率大，则其出现的概率大。
2. 热力学第二定律的统计意义 一个孤立系统内部发生的过程，其方向总是从 微观态少 的宏观状态向 微观态多 的宏观状态进行。
统计意义： 概率小 概率大 有序程度高 无序程度高 九、热力学第二定律的统计意义 有序： 无序： 有组织、有结构 组织的溃散、结构的消解 热功转换、热传递的不可逆性均可由统计意义加以解释 3. 熵的统计意义 （ 1） Boltzmann关系式 21 SSS 21 WWW九、热力学第二定律的统计意义 玻尔兹曼熵公式 lnSW1900年普朗克引进比例系数 k lnS k W1877年玻尔兹曼提出一个重要关系式 （ 2）熵的统计意义： 孤立系统无序（混乱）程度的量度。
（ 3）熵增加原理 21l n 0WSk W 4. 玻尔兹曼熵的进一步说明： （ 2）克劳修斯熵只对平衡态有意。

4、是不等的。
,分配方式 分配微观状态数,其中，均匀分布的热力学概率 最大，为,如果粒子数很多，则以均匀分布的热力学概率将是一个很大的数字。
,每一种微态数出现的概率都是1/16，但以（2，2）均匀分布出现的数学概率最大，为6/16，,数学概率的数值总是从01,二、熵的物理意义、热力学第二定律的本质,这与熵的变化方向相同。
,另外，热力学概率 和熵 S 都是热力学能U，体积 V 和粒子数 N 的函数，两者之间必定有某种联系，用函数形式可表示为：,宏观状态实际上是大量微观状态的平均，自发变化的方向总是向热力学概率增大的方向进行。
,1. Boltzmann公式,Boltzmann认为这个函数应该有如下的对数形式：,这就是Boltzmann公式，式中 k 是Boltzmann常数。
,Boltzmann公式把热力学宏观量 S 和微观量概率 联系在一起，使热力学与统计热力学发生了关系，奠定了统计热力学的基础。
,因熵是容量性质，具有加和性，而复杂事件的热力学概率应是各个简单、互不相关事件概率的乘积，所以两者之间应是对数关系。
,波兹曼的生平简介,波兹曼 Ludwig Boltzm。