热力学第二定理与熵的关系
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解决时间 2021-02-11 00:17
- 提问者网友:半生酒醒
- 2021-02-10 20:48
热力学第二定理与熵的关系
最佳答案
- 五星知识达人网友:孤老序
- 2021-02-10 21:54
在热力学中,第二定律是基本命题,是逻辑源头,不可推导,不能称为“定理”。
熵增加原理的内容(可以理解为第二定律的核心内容)是:“孤立(或绝热)系统的熵永不减少(其中熵不变的情形对应着可逆过程)”。离开孤立(即不受外界的任何影响)或绝热的条件,系统的熵是可能减少的。
一切实际宏观过程都是不可逆过程,这是第二定律的另一种表述。因此孤立系统发生的任何实际宏观过程中熵必然增大;发生理想的可逆过程熵不变;熵减小的过程不可能发生。
熵的定义ΔS=∫dQr/T,其中ΔS是系统在任一过程中的熵变,dQr是连接该过程始态和终态的任意可逆过程中,任一微元过程系统的微吸热量,T是可逆过程中系统的温度。熵的定义是理解本问题的核心,不清楚就无法理解问题。
对于非孤立系统,例如你例子中的任意一块铁,发生变化后熵未必减小。然而我们总可以构造一个孤立系统来应用熵增原理。对于你的例子,两块铁就构成了孤立系统,过程中二者熵变的总和一定增加。
以下证明二者热接触时高温铁块对低温铁块放热的过程中,总熵一定增加。
为简化计算,我们不妨仅讨论二者之间仅稍许传了一定数量的热量Q,不致引起二者温度的明显变化。更一般的证明楼主可参考有关教材(无教材可追问向我索取附件)。
设高温铁块温度为T1,低温铁块为T2,则
高温铁块的熵变ΔS1=∫dQr/T=-Q/T1,低温铁块ΔS2=∫dQr/T=Q/T2,
系统总熵变ΔS=Q/T1+Q/T2>0。
如有不明欢迎追问。
熵增加原理的内容(可以理解为第二定律的核心内容)是:“孤立(或绝热)系统的熵永不减少(其中熵不变的情形对应着可逆过程)”。离开孤立(即不受外界的任何影响)或绝热的条件,系统的熵是可能减少的。
一切实际宏观过程都是不可逆过程,这是第二定律的另一种表述。因此孤立系统发生的任何实际宏观过程中熵必然增大;发生理想的可逆过程熵不变;熵减小的过程不可能发生。
熵的定义ΔS=∫dQr/T,其中ΔS是系统在任一过程中的熵变,dQr是连接该过程始态和终态的任意可逆过程中,任一微元过程系统的微吸热量,T是可逆过程中系统的温度。熵的定义是理解本问题的核心,不清楚就无法理解问题。
对于非孤立系统,例如你例子中的任意一块铁,发生变化后熵未必减小。然而我们总可以构造一个孤立系统来应用熵增原理。对于你的例子,两块铁就构成了孤立系统,过程中二者熵变的总和一定增加。
以下证明二者热接触时高温铁块对低温铁块放热的过程中,总熵一定增加。
为简化计算,我们不妨仅讨论二者之间仅稍许传了一定数量的热量Q,不致引起二者温度的明显变化。更一般的证明楼主可参考有关教材(无教材可追问向我索取附件)。
设高温铁块温度为T1,低温铁块为T2,则
高温铁块的熵变ΔS1=∫dQr/T=-Q/T1,低温铁块ΔS2=∫dQr/T=Q/T2,
系统总熵变ΔS=Q/T1+Q/T2>0。
如有不明欢迎追问。
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- 1楼网友:鸽屿
- 2021-02-10 23:03
首先,热量从高温物体传到低温物体是自然以及必然的过程。当热量平衡以后整个体系趋于稳定,而体系能量约均一稳定,熵越高。追问体系能量约均一稳定,熵越高。
还可以解释的更清楚么? 为什么能量稳定熵就高?追答这是熵的最基本概念和定义啊。
系统平衡时熵值会达到最大,但这是理想状态,不可能达到。
还可以解释的更清楚么? 为什么能量稳定熵就高?追答这是熵的最基本概念和定义啊。
系统平衡时熵值会达到最大,但这是理想状态,不可能达到。
- 2楼网友:妄饮晩冬酒
- 2021-02-10 22:22
热量是一个减少多少另一个就增加多少,但熵不是的。简单理解熵dS=Q/T,这样若高温物体吸热,由于其温度高则体系总的熵是减少的(Q/T高-Q/T低);而低温物体吸热,由于温度低则体系总的熵是增加的(Q/T低-Q/T高)。所以后一种过程符合熵增原理,是会自发进行的,而前者不会。
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