浅谈物理学中熵的概念（终稿）

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1、学科分类号0706本科毕业论文题目（中文）：浅谈物理学中爛的概念（英文）：Anoverviewontheconceptofentropyinphysics姓名刘占学号2009130233院（系）物理与信息科学学院专业、W物理学2009级指导教师张佳林二O—三年五月湖南师范大学本科毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本

2、人承担。本科毕业论文作者签名:二一三年五月八日论文题目浅谈物理学中爛的概念作者姓名刘芬所属院、专业、年级物理与信息科学学院物理学专业09年级指导教师姓名、輔张佳林博士预计字数10000开题日期2013年3月9日选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解一、本选题的理论意义：1、理论意义：热力学第二定律可分别表述为：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，热力学第二定律解决了与热现象有关的实际过程的方向问题。开尔文表述：不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其他变化。热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述

3、都定性地揭示热力学系统中一切与热现象有关的实际宏观过程进行的方向及其所依赖的初、终两态的差异性。为了精确描述热力学第二定律的数学形式，克劳修斯在1854年初步引入一个新的物理量，1865年正式命名为炳（entropy）,并用符号S表示。2、实际童义：玻尔兹曼（L.Boltzmann）对爛做了统计解释，进一步了解了嫡的本质。这为烦概念的泛化奠定了理论基础。目前，爛的概念已被泛化，已经从热孤立系发展到开放系。从平衡态发展到非平衡态，由线性发展到非线性，从狭义爛延伸到广义嫡（泛嫡）。正如爱因斯坦（A.Einstein）评价的那样：癇理论对于整个科学来说是第一法则。热力学爛的概念是包含于广义炳

4、之中的。当我们得到足够的信息后所消除的关于事物运动状态的不肯定性程度，或者说所消除（或减少）的爛，可以叫做负嫡，也就是信息量，它所表示的是体系的有序度、组织结构程度、复杂性、特异性或进化发展程度。这是嫡（无序度、不定度、混乱度）的矛盾对立面，即负爛。可以用信息量表示负的嫡值，也可以用矯来表示负的信息。关于爛的的概念已渗透到化学、信息、生命、天文甚至社会科学等许多领域。二、对本选题的研究动态：1.国内外创新能力培养研究的现状1824年法国工程师卡诺在深入研究热机效率的基础上提出了著名的卡诺定1850年克劳修斯在卡诺研究成果的基础上提出：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

5、翌年，开尔文(LordKelvin)接着提出：不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用的功而不产生其他影响。二者实质都是热力学第二定律的表述。克劳修斯表述指出热传导的不可逆性，而开尔文表述指出功热转化的不可逆性，这是两种等价的表述。这种等价性表明自然界的不可逆过程有内在联系：一个过程是否可逆实际上是由初态和终态的相互关系决定的，因此可以预期存在一个态函数，它的变化与过程的方向之间有着确定的关系。从嫡本质的深化，爛是系统无序的量度。爛概念泛化的初级阶段一一爛与生物学；爛概念泛化的兴盛阶段一一爛与信息论；爛概念泛化的深化阶段一一爛与耗散结构理论。2.我的见解：克劳修斯炳只对热力学系统的平衡

6、态才有意义，它是系统平衡态的函数。而在远离平衡态的非平衡态的区域，克劳修斯爛是不能应用的。玻尔兹曼嫡关系不仅适用于平衡态，对任何非平衡态都成立，即玻尔兹曼爛可以推广到任何非平衡区域。由于平衡态对应于热力学概率最大的状态，所以说，克劳修斯爛是玻尔兹曼矯的最大值。同时，克劳修斯炳的概念局限于粒子热运动这种特定的物质运动方式，只能应用于热力学过程，对于不涉及热量，能量转换的非热力学过程，克劳修斯矯是不适用的。而玻尔兹曼爛关系中的热力学概率还可以推广到非热力学系统。因此玻尔兹曼嫡具有克劳修斯爛的所有特征，比克劳修斯爛应用的范围更广，包含的涵义更广泛，克劳修斯爛是玻尔兹曼炳的特例。信息嫡产生率简

7、明公式与物理爛的亦类似。进而研究了物理爛和信息烦的同异及这两种统计爛的可能统一，讨论了爛增加原理、平衡态最大矯原理和最大信息炳原理三者相互间及其与炳演化方程。之间的关联。主要内容：一：前言1.论选题的理论意义和价值2.国内外对炳理论研究的现状二：主干内容1.爛的定义，重点阐述玻尔兹曼炳、克劳修斯爛及信息嫡。2.各类爛之间的关系。3.爛中常见的计算。4.生活中爛的应用。5.针对嫡概念存在的问题提出的思考与建议。6.结束语。研究方法：1.文献资料法