热力学第二定律2.7熵物理意义

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1、第七节（含十二节）熵的物理意义和热力学进展（低温：分子只分布于低能级）E一、熵是系统紊乱度（无序度）的量度（气：振动，转动，自由平动）S固

2、S分离

3、热力学几率数学几率P宏观状态总是表现为几率最大的那些状态，即紊乱度最大的状态。N=1mol其它分布P=0均匀分布区域P=1数学几率P最不均匀分布最均匀分布N=4热力学几率数学几率P11N=8热力学几率数学几率P二、熵与热力学几率N＝4N＝8N＝32N＝72N＝1024P=0.999934.99999999998x10235.00000000002x1023二、熵与热力学几率2．玻兹曼（Boltzmann）公式设熵S=f()熵具加和性：S=S1+S2=f(1)+f(2)总几率为各自几率之积：=12两者相联系的关系式为：S=kBlnBolt

4、zmann公式(kB=1.380610–23JK-1)S：宏观量：微观量统计热力学的基础公式是联系经典热力学和统计热力学的桥梁三、热力学第二定律的适用范围热力学第二定律可归结为熵增原理：一切自发过程都向着熵增大的方向进行。1．热力学第二定律适用于有限的宏观系统(1)不能描述个别质点的行为。宏观系统是指含有大量质点构成的系统，这才能服从统计规律(2)不适用于整个无限的宇宙。无限的宇宙不能被认为是隔离系统三、热力学第二定律的适用范围2．热力学第二定律适用于隔离系统开放系统中，存在稳定的有序态，如生物，从低级高级（更有序）的进化。对于开放系统中有序结构的熵解释

5、，形成非平衡态热力学。四．非平衡态热力学1.非平衡态系统的定态（不随时间而变的恒定状态）有两种：隔离系统的定态：系统内部宏观上无能量流，无物质流，为热力学平衡态开放系统的定态：系统内部宏观上有能量流或物质流，为热力学非平衡态，并由非平衡态维持其定态如与两热源接触的金属棒，一定时间后，各点温度不变，并由热流维持其定态生物体维持有序结构，需要有热流和物质流高温源低温源四．非平衡态热力学生物体S总熵＝S内部＋S外部2．熵流、熵产生和耗散结构熵产生S内部：体内的生化反应，血液循环，扩散>0新陈代谢蛋白质，淀粉，脂肪无序小分子熵流S外部：能交换：如散热四．非平衡

6、态热力学生物体S总熵＝S内部＋S外部2．熵流、熵产生和耗散结构熵产生S内部：体内的生化反应，血液循环，扩散>0熵流S外部：能交换：如散热物交换：如摄入低熵物，排出高熵物<0若S总熵<0更有序=0维持有序结构>0最终死亡耗散结构：需消耗外界能量而维持的有序结构，如活的生物四．非平衡态热力学3．地球的总熵平衡低熵物高熵物生命活动光合作用太阳散热请转下一节返回