孤立系统的熵永不减少,这就是熵增加原理。
熵增加原理是热力学第二定律的数学表述。从熵增加原理可以导出克劳修斯表述,也可以导出开尔文表述,还可以推导出其他一个个不可逆现象。
对熵增加原理,也可以说成是系统经绝热过程从初态到末态,它的熵永不减少。事实上,孤立系统必然绝热。
熵增加原理的实质
参与不可逆过程的所有物体的熵的总和总是增加的,这种演变规律说明什么呢?
从热力学意义上讲,熵是不可用能的量度,熵增加意味着系统的能量数量不变,但质量却越变越坏,转变成功的可能性越来越低,不可用程度越来越高。因此熵增加意味着能量在质方面的耗散。
从统计意义上讲,熵反映分子运动的混乱程度或微观态数的多少。熵增加反映出自发过程总是从热力学几率小的或微观状态数少的宏观状态向热力学几率大的或微观状态数多的宏观状态演变。系统的最终状态是对应于热力学几率最大,也就是说是最混乱的那种状态,即平衡态。
热力学中表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示。在经典热力学中,可用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增过程中加入物质的热量。下标“可逆”表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。若过程是不可逆的,则dS>(dQ/T)不可逆。单位质量物质的熵称为比熵,记为s。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律,有下述表述方式:①热量总是从高温物体传到低温物体,不可能作相反的传递而不引起其他的变化;②功可以全部转化为热,但任何热机不能全部地、连续不断地把所接受的热量转变为功(即无法制造第二类永动机);③在孤立系统中,实际发生的过程总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增加的。
◎ 物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。
◎ 科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量(liàng)度,某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。
◎ 在信
