熵是一種世界觀

1、熱力學第二定律熵是一種世界觀1 世界觀是人們對整個世界及人與世界關(guān)系的總的看法和根本觀點 人們首先形成的是對于現(xiàn)實世界各種具體事物的看法和觀點。久而久之，人們逐漸形成了關(guān)于世界的本質(zhì)、人和客觀世界的關(guān)系等總的看法和根本觀點，這就是世界觀。一般說來，人人都有自己的世界觀，并以此來觀察問題和處理問題。 2運動量守恒笛卡兒宇宙是上帝創(chuàng)造的一臺機器，對萬能的上帝而言，這臺機器一定是一旦啟動就永無休止的運動，這需要運動量守恒做保證活力守恒惠更斯萊布尼茲3英國物理學家湯姆遜（即開爾文） 德國物理學家克勞修斯 違背熱力學第一定律的過程不可能發(fā)生不違背熱力學第一定律的過程不一定都可以發(fā)生初步結(jié)論: 此所謂：覆

2、水難收4 人們通過大量觀察、實驗，概括出熱現(xiàn)象的另一自然規(guī)律，即熱力學第二定律 克勞修斯表述： 不可能將熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化（即熱量不會自動地從低溫物體傳到高溫物體） 外界需對系統(tǒng)作功，就屬“其它變化”。此表述說明熱傳導過程的不可逆性。一.自然過程的方向性5開爾文表述： 不可能從單一熱源吸取熱量并使它完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓?00%h的熱機稱為第二類永動機 開爾文另一表述為：第二類永動機是不可能造成的。 它并不違背熱力學第一定律，但違背熱力學第二定律6 統(tǒng)計意義上的熱力學第二定律7分布詳細分布14641開始時，4個分子都在A部，抽出隔板后分子將向B部擴散并在整個容

3、器內(nèi)無規(guī)則運動。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下圖所示：8微觀態(tài)共有24=16種可能的方式，而且4個分子全部退回到A部的可能性即幾率為1/24=1/16 一般來說，若有N個分子，則共2N種可能方式，而N個分子全部退回到A部的幾率1/2N.對于真實理想氣體系統(tǒng)1023/mol，這些分子全部退回到A部的幾率為 對單個分子或少量分子來說，它們擴散到B部的過程原則上是可逆的。但對大量分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，它們向B部自由膨脹的宏觀過程實際上是不可逆的。9 熱力學第二定律所表達的不可逆性質(zhì)實際上是這樣一種統(tǒng)計必然性：對于一個不受外界影響的孤立系統(tǒng)，其內(nèi)部發(fā)生的任何過程，總是從幾率小的狀態(tài)向

4、幾率大的狀態(tài)進行。這就是熱力學第二定律的統(tǒng)計意義 熵是熱力學系統(tǒng)中幾率或無序度的量度，幾率越大，無序度越高則熵越大。所以孤立系統(tǒng)中一切實際過程是向著熵增加的方向進行。二.熱力學第二定律的統(tǒng)計意義10熵的統(tǒng)計定義式ksWlnWs系統(tǒng)處于該宏觀態(tài)時的熵系統(tǒng)處于某一宏觀態(tài)的熱力學概率（即該宏觀態(tài)所含微觀態(tài)的數(shù)目）k玻耳茲曼常量11三.表述為熵增加的熱力學第二定律 熵這個物理量它是根據(jù)熱力學第二定律確定的一個新的狀態(tài)函數(shù) 熵是反映任何系統(tǒng)在微觀層次上的無序程度的，微觀無序度增加，熵就增加 熵可以通過測量系統(tǒng)的溫度和熱能來確定熵，但我們更關(guān)心的是熵的變化 可以證明：任何物理過程中各個參與者的總熵必定是要

5、么增加要么保持不變；熵不會減少這就是熵增加原理。12sd0不可逆過程可逆過程取取熵增加原理 孤立（或絕熱）系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程不可逆時，其熵增加；所發(fā)生的過程可逆時，其熵不變。13四.熱力學第二定律之能源與環(huán)境 熵的增加是能量退化的量度，自然界的實際過程都是不可逆過程，即熵增加的過程 每利用一份能量，就會得到一定的懲罰-把一部分本來可以利用的能量變?yōu)橥嘶哪芰俊?退化的能量，實際上就是環(huán)境污染的代名詞，節(jié)約能源就是保護杯境，而保護環(huán)境就是保護人類的生存條件。14交通工具人公里/升私家小轎車（平均乘坐1.15人）7商業(yè)航空飛機14合伙用車（平均乘坐4人）25公共汽車32城市間火車60步行178*

6、自行車642*將食物的卡路里數(shù)折合成汽油的容積15感冒：起因-運動或勞累過后，身體消耗大量能量，產(chǎn)生大量廢熱（體內(nèi)熵大增）如能迅速排除，人相安無事。但如此時或吹風、或著涼皮膚，并下令皮膚毛細血管收縮阻止身體散熱，這樣體內(nèi)原有積熵排不出，還進一步產(chǎn)生積熵，以致積熵過剩。熵是無序度的量度。因此人體內(nèi)二千多化學反應開始混亂-使人頭痛、發(fā)燒、畏寒畏冷、全身無力。抵抗力減弱.人因此感冒了.,皮膚感到過涼，此信息傳到大腦的調(diào)溫中心-丘腦，進行調(diào)溫以暖中醫(yī)說:內(nèi)有虛火,外感風寒.西醫(yī)說:感冒了,有炎癥.物理學家說:如何治療呢?中醫(yī)說:西醫(yī)說:物理學家說:發(fā)汗清熱.退熱消炎積熵過剩.消除積熵.16癌癥:由于各

7、種原因,致使體內(nèi)某一部分的混亂度大幅度增長.以致破壞了細胞再生時的基因密碼的有序遺傳,細胞無控制地生長,產(chǎn)生毒素,進一步破壞人體的有序,直到熵趨近無窮大-死亡到來.改革開放的正確性：熱二定律告訴我們，一個孤立的社會系統(tǒng)，由于自身的不可逆過程（能源、交通、犯罪等），熵將趨于極大，信息量極小，沒有生機、貧窮落后。 耗散結(jié)構(gòu)告訴我們，一個開放的社會，通過輸入入能源、信息、新技術(shù)，輸出自已的產(chǎn)品、技術(shù)等，才能使社會在更高層次保持有序。17五.宇宙的未來 19世紀后半期，克勞修斯和開爾文等人，把熱力學第二定律應用于整個宇宙，得出 “宇宙熱寂說” 在這種狀態(tài)下，由于所有可能的核反應過程都已完結(jié)，因此，所有

8、的恒星都會毀滅，而且不會再有新的恒星產(chǎn)生。18 這確實是一種悲觀的令人絕望的看法，但現(xiàn)在還沒有證據(jù)說熱力學第二定律不能適用于整個宇宙新的自然科學正在試圖消除宇宙熱寂說吳國盛科學的歷程 現(xiàn)代宇宙學家認為，宇宙的膨脹有可能消解宇宙熱寂說。宇宙的膨脹會破壞溫度均衡過程?？梢宰C明，即使熱力學系統(tǒng)一開始就處于熱平衡狀態(tài)，由于整體的膨脹，也會出現(xiàn)溫度差。19 “熱寂說”是哲學上長期爭論不休的一個問題，也是物理學上無法直接驗證的問題。 熵也許不僅只有（現(xiàn)在我們看到的）熱力學這一種。 換句話說，過去我們看到了不同形態(tài)的能量的存在，現(xiàn)在我們又看到了不同形態(tài)熵的客觀存在。熱力學熵也許僅僅是熵的一種形態(tài)。 20六.熵是一種世界觀 在自然世界的龐大工廠里，熵原理起著經(jīng)理的作用，因為它規(guī)定著整個企業(yè)的經(jīng)營方式和方法，而能僅僅是充當會計，平衡貸方和借方-R.Emden熱力學第一定律-能熱力學第二定律-熵哪一個重要？21高中語文第六冊：熵：一種新的世界觀-里夫金 霍華德宇宙的未來-霍金數(shù)學與文化-齊民友高中語文讀本第六冊：關(guān)于怎樣學科學的一些意