(长文)深度理解“熵”!(3)

2023-07-07 来源:飞速影视
熵增定理深刻提示了自然界中自发过程的不可逆性和单向性,那就是dS总是大于0,讲的通俗点就是:啥机器工作都会有热耗散,这个你在生活中肯定有所体会。
熵增,本质的本质到底是什么?
为什么一部分能量总是要变成热耗散掉?封闭系统的熵为什么总是增加?
1865年熵提出时,当时的科学对构成物质的微观粒子原子、分子的认识才刚刚开始,热力学只能以宏观去研究宏观。
今天我们知道热是微观粒子的随机运动(分子、原子的平移、旋转和振动)的宏观表现,热不能100%的变成功,其本质是具有特定能量的热系统不可能按照预想的某一方向传递自身的动能,微观粒子动能的传递是无方向或全向的,它会与所有一切接触(力相互作用)的微观粒子发生传递。
以内燃机活塞为例,燃烧的气体或试图与构成气缸的所有微观粒子发生动能的传递,因此推动活塞连杆运动的这部分能量就不可能是百分之百,而那些传递给气缸、空气的动能会以所谓的废热这种宏观表现形式表现出来。

(长文)深度理解“熵”!


熵增原理表明了微观粒子总是趋向于将自身的动能传递给所有与之接触的粒子而不会有所区分,也就是说能量传递在粒子之间人人平等。
更进一步
由于热力学不从物质的微观结构考虑问题,它的出发点及结论是从宏观到宏观,整个研究过程都只涉及物质系统所表现出来的宏观性质,而不进入到微观领域,对于我们理解熵的微观意义是很困难的。
在这里,克劳修斯熵即熵增描述的是一个系统的变化量,而并不能反映系统的微观属性。
为了更好地理解熵这个概念,更进一步,我们有请统计物理出场。

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