熵和焓的理解

1、entropy描述熱力學系統(tǒng)的重要態(tài)函數(shù)之一。嫡的大小反映系統(tǒng)所處狀態(tài)的穩(wěn)定情況，嫡的變化指明熱力學過程進行的方向，嫡為熱力學第二定律提供了定量表述。為了定量表述熱力學第二定律，應該尋找一個在可逆過程中保持不變， 在不 可逆過程中單調(diào)變化的態(tài)函數(shù)?？藙谛匏乖谘芯靠ㄖZ熱機時，根據(jù)卡諾定理得出， 對任意循環(huán)過程都有image:嫡1 .jpg ,式中image:嫡2 .jpgq是系統(tǒng)從溫度為 t的熱源吸收的微小熱量，等號和不等號分別對應可逆和不可逆過程?？赡嫜h(huán) 的image:嫡3 .jpg表明存在著一個態(tài)函數(shù)嫡，定義為 image:嫡 4 .jpg對于絕熱過程q = 0,故s0,即系統(tǒng)的嫡在可逆絕

2、熱過程中不變， 在不可 逆絕熱過程中單調(diào)增大。這就是嫡增加原理。由于孤立系統(tǒng)內(nèi)部的一切變化與外 界無關(guān)，必然是絕熱過程，所以嫡增加原理也可表為：一個孤立系統(tǒng)的嫡永遠不 會減少。它表明隨著孤立系統(tǒng)由非平衡態(tài)趨于平衡態(tài)，其嫡單調(diào)增大，當系統(tǒng)達到平衡態(tài)時，嫡達到最大值。嫡的變化和最大值確定了孤立系統(tǒng)過程進行的方向 和限度，嫡增加原理就是熱力學第二定律。能量是物質(zhì)運動的一種量度，形式多樣，可以相互轉(zhuǎn)換。某種形式的能量如 內(nèi)能越多表明可供轉(zhuǎn)換的潛力越大。 嫡原文的字意是轉(zhuǎn)變，描述內(nèi)能與其他形式 能量自發(fā)轉(zhuǎn)換的方向和轉(zhuǎn)換完成的程度。 隨著轉(zhuǎn)換的進行，系統(tǒng)趨于平衡態(tài)，嫡 值越來越大，這表明雖然在此過程中能量

3、總值不變， 但可供利用或轉(zhuǎn)換的能量卻 越來越少了 。內(nèi)能、嫡和熱力學第一、第二定律使人們對與熱運動相聯(lián)系的 能量轉(zhuǎn)換過程的基本特征有了全面完整的認識。從微觀上說，嫡是組成系統(tǒng)的大量微觀粒子無序度的量度， 系統(tǒng)越無序、越 混亂，嫡就越大。熱力學過程不可逆性的微觀本質(zhì)和統(tǒng)計意義就是系統(tǒng)從有序趨 于無序，從概率較小的狀態(tài)趨于概率較大的狀態(tài)。在信息論中，嫡可用作某事件不確定度的量度。 信息量越大，體系結(jié)構(gòu)越規(guī) 則，功能越完善，嫡就越小。利用嫡的概念，可以從理論上研究信息的計量 、傳遞、變換、存儲。此外，嫡在控制論、概率論、數(shù)論、天體物理、生命科學 等領(lǐng)域也都有一定的應用。注：嫡的增加表示系統(tǒng)從幾率小的

4、狀態(tài)向幾率大的狀態(tài)演變，也就是從比較有規(guī)則、有秩序的狀態(tài)向更無規(guī)則，更無秩序的狀態(tài)演變。始enthalpy熱力學中表征物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個重要狀態(tài)參量，常用符號h表示。對一定質(zhì)量的物質(zhì)，始定義為h = u+pv,式中u為物質(zhì)的內(nèi)能，p為壓力,v為體積。 單位質(zhì)量物質(zhì)的始稱為比始，表示為h = u+p/ p ,u為單位質(zhì)量物質(zhì)的內(nèi)能（稱為 比內(nèi)能），p為密度，1/p為單位質(zhì)量物質(zhì)的體積。始具有能量的量綱。一定 質(zhì)量的物質(zhì)按定壓可逆過程由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，始的增量便等于在此過程中吸入的熱量。氣體的內(nèi)能是氣體分子微觀運動的動能， 其中包括分子的平移動能、分子轉(zhuǎn) 動動能和分子內(nèi)部的振動以及離解能量

5、等。 單原子氣體分子只有平移動能，多原 子氣體分子除具有平移動能外，還有轉(zhuǎn)動和振動能。在熱力學溫度1500k以下，振動和離解能可忽略不計，氣體內(nèi)能只包括平移動能和轉(zhuǎn)動能。 這兩部分能量在 理論上都正比于熱力學溫度 to對于完全氣體（在常溫常壓下，空氣與完全氣體 很相近），定壓比熱cp可視為常數(shù)，單位質(zhì)量氣體的始等于cp和氣體熱力學溫度 t的乘積，即h=cpt。實驗測定實際氣體的cp同t和p都有關(guān)系，溫度的影響比 壓強要大一些，但影響都不很大。在理論和工程計算中， cp常被看成常數(shù)。在溫 度不太高時（如一般熱機和超聲速飛機所達到的溫度），空氣的 cp值通常取為 1004.6焦耳/ （千克開）。在氣流問題中，氣體的比烙等于氣體內(nèi)能和流動功之和，因為p/p等于單位質(zhì)量流體流精品資料動動能2 之和，稱為總比烙，通常以h +v2氣體的總比始不變，即一h0表示。在與外界沒有能量交換的氣流中，沿