热力学第二定律的统计解释PPT学习教案

1、会计学1热力学第二定律的统计解释热力学第二定律的统计解释 不可逆过程的本质 系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行的过程 . 一切自发过程的普遍规律 概率小的状态概率大的状态 讨论 个粒子在空间的分布问题N 可分辨的粒子集中在左空间的概率2,1 N4,2 N第1页/共11页分 子 的 分 布总计状 态 数容器 的部分AB10abcd0abcdbcdaacdbabdcabcdbcdaacdbabdcabcdabcdacbdadbcbcadcdabbdac4616abcdABabcdABabcdabcdabcdabcdabcdabcd14161421第2页/共11页a, b, c, d,

2、 四个分子全部退回A或B的可能性为1/16，也就是说气体自发的全部退回A或B的可能性微乎其微，而均匀分布的宏观状态占绝大部分。分 子 的 分 布总计状 态 数容器 的部分AB10abcd0abcdbcdaacdbabdcabcdbcdaacdbabdcabcdabcdacbdadbcbcadcdabbdac461416第3页/共11页 N 1 2 4 N 42222N20（左）N个分子，Ni2 。 若N=100，1002 i3010 则： 一般热力学系统 N的数量级约为1023，上述比例实际上是百分之百。(N左)N 很大 N/2N左而左右各半的平衡态及其附近宏观态的热力学概率则占总微观状态数的

3、绝大比例。第4页/共11页2. 热力学第二定律的统计意义平衡态 max 平平最概然态非平衡态平平非非 非平衡态平衡态 自发max 平平非非 “ 一个孤立系统其内部自发进行的过程总是由热力学概率小的宏观态向热力学概率大的宏观态过渡” 热二律的统计意义热力学第二定律是个统计规律，它只适用于大量分子的系统。第5页/共11页楼塌熵增第6页/共11页 孤立系统进行的过程 ，同时 S ， S 与 必有联系。二 熵与热力学概率 玻尔兹曼关系式 热力学概率（微观状态数）、无序度、混乱度.设）（ fS ，求 f 的函数形式。由 S 的可加性来分析：S1, 11S2, 221、2彼此独立1+2S, 应有： ln)

4、( f第7页/共11页 玻耳兹曼熵公式该公式是物理学中最重要的公式之一。1877年玻耳兹曼提出了S ln 。1900年普朗克引进了比例系数 k 。孤立系统 S 是个概率问题。从来看， lnkS lnkS SS无序无序无序无序 熵是系统无序性的度量。第8页/共11页对孤立系统中进行的过程有”）”）取“取“（ RS 0熵增加原理或者说“孤立系统内的一切过程熵不会减少”任何不可逆过程都是由比较有秩序的状态向比较无秩序的状态变化，即孤立系统内的自发过程总是沿着熵增大的方向进行,只有可逆过程熵值才不变。 熵增加原理功热：有序运动热运动热传导：速度分布无序性增加自由膨胀：空间分布无序性增加自然过程总是沿着无序性增加（熵增加）的方向进行。熵增加第9页/共11页 2）熵是孤立系统的无序度的量度.（平衡态熵最大）（愈大，S 愈高，系统有序度愈差 .） 1）熵的概念建立，使热力学第二定律得到统一的定量的表述 .