熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋 不可逆過程的本質(zhì) 系統(tǒng)從熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)進(jìn)行的過程 . 一切自發(fā)過程的普遍規(guī)律 概率小的狀態(tài)概率大的狀態(tài) 討論 個(gè)粒子在空間的分布問題N 可分辨的粒子集中在左空間的概率2,1 N4,2 N第1頁/共11頁分 子 的 分 布總計(jì)狀 態(tài) 數(shù)容器 的部分AB10abcd0abcdbcdaacdbabdcabcdbcdaacdbabdcabcdabcdacbdadbcbcadcdabbdac4616abcdABabcdABabcdabcdabcdabcdabcdabcd14161421第2頁/共11頁a, b, c, d,

2、 四個(gè)分子全部退回A或B的可能性為1/16，也就是說氣體自發(fā)的全部退回A或B的可能性微乎其微，而均勻分布的宏觀狀態(tài)占絕大部分。分 子 的 分 布總計(jì)狀 態(tài) 數(shù)容器 的部分AB10abcd0abcdbcdaacdbabdcabcdbcdaacdbabdcabcdabcdacbdadbcbcadcdabbdac461416第3頁/共11頁 N 1 2 4 N 42222N20（左）N個(gè)分子，Ni2 。 若N=100，1002 i3010 則： 一般熱力學(xué)系統(tǒng) N的數(shù)量級(jí)約為1023，上述比例實(shí)際上是百分之百。(N左)N 很大 N/2N左而左右各半的平衡態(tài)及其附近宏觀態(tài)的熱力學(xué)概率則占總微觀狀態(tài)數(shù)的

3、絕大比例。第4頁/共11頁2. 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義平衡態(tài) max 平平最概然態(tài)非平衡態(tài)平平非非 非平衡態(tài)平衡態(tài) 自發(fā)max 平平非非 “ 一個(gè)孤立系統(tǒng)其內(nèi)部自發(fā)進(jìn)行的過程總是由熱力學(xué)概率小的宏觀態(tài)向熱力學(xué)概率大的宏觀態(tài)過渡” 熱二律的統(tǒng)計(jì)意義熱力學(xué)第二定律是個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，它只適用于大量分子的系統(tǒng)。第5頁/共11頁樓塌熵增第6頁/共11頁 孤立系統(tǒng)進(jìn)行的過程 ，同時(shí) S ， S 與 必有聯(lián)系。二 熵與熱力學(xué)概率 玻爾茲曼關(guān)系式 熱力學(xué)概率（微觀狀態(tài)數(shù)）、無序度、混亂度.設(shè)）（ fS ，求 f 的函數(shù)形式。由 S 的可加性來分析：S1, 11S2, 221、2彼此獨(dú)立1+2S, 應(yīng)有： ln)

4、( f第7頁/共11頁 玻耳茲曼熵公式該公式是物理學(xué)中最重要的公式之一。1877年玻耳茲曼提出了S ln 。1900年普朗克引進(jìn)了比例系數(shù) k 。孤立系統(tǒng) S 是個(gè)概率問題。從來看， lnkS lnkS SS無序無序無序無序 熵是系統(tǒng)無序性的度量。第8頁/共11頁對(duì)孤立系統(tǒng)中進(jìn)行的過程有”）”）取“取“（ RS 0熵增加原理或者說“孤立系統(tǒng)內(nèi)的一切過程熵不會(huì)減少”任何不可逆過程都是由比較有秩序的狀態(tài)向比較無秩序的狀態(tài)變化，即孤立系統(tǒng)內(nèi)的自發(fā)過程總是沿著熵增大的方向進(jìn)行,只有可逆過程熵值才不變。 熵增加原理功熱：有序運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)熱傳導(dǎo)：速度分布無序性增加自由膨脹：空間分布無序性增加自然過程總是沿著無序性增加（熵增加）的方向進(jìn)行。熵增加第9頁/共11頁 2）熵是孤立系統(tǒng)的無序度的量度.（平衡態(tài)熵最大）（愈大，S 愈高，系統(tǒng)有序度愈差 .） 1）熵的概念建立，使熱力學(xué)第二定律得到統(tǒng)一的定量的表述 .