熱力學(xué)基礎(chǔ)2hipeak課件

熱力學(xué)過程的方向性m（1）熱功轉(zhuǎn)換過程具有方向性。

通過摩擦而使功變熱的過程是不可逆的。（熱不能自動轉(zhuǎn)化為功）熱力學(xué)過程的方向性m（1）熱功轉(zhuǎn)換過程具有方向性。通過摩擦1（2）熱傳導(dǎo)的方向性高溫低溫自動熱量是自動地從高溫物體傳到低溫物體。（熱不能自動從低溫物體傳到高溫物體）

。（2）熱傳導(dǎo)的方向性高溫低溫自動熱量是自動地從高溫物體傳到低2

（3）氣體自由膨脹過程是有方向性的。密度大密度小密度大密度小氣體自動地向真空膨脹，而不能自動退回到膨脹前的容器中去。（3）氣體自由膨脹過程是有方向性的。密度大密度小密度大密度3注意：這里的方向性，是指它們存在一個自動的、無條件的、自發(fā)的、勿須外界幫助而進行的方向。而不是其反方向不能實現(xiàn)，只是實現(xiàn)其反方向過程要產(chǎn)生“對外影響”。

滿足熱力學(xué)第一定律的過程未必都能實現(xiàn)。

對于實際過程是否能發(fā)生及沿什么方向進行，需要用到一個新的自然規(guī)律，即熱力學(xué)第二定律。注意：這里的方向性，是指它們存在一個自動的、滿足熱4一、開爾文表述（1851英國）：

不可能制成一種循環(huán)動作的熱機，只從單一熱源吸取熱量完全變成有用的功,而不產(chǎn)生其他影響。(從提高熱機效率的角度考慮）QAAQ2Q1×√√QA7—6熱力學(xué)第二定律一、開爾文表述（1851英國）：5

等溫膨脹過程是從單一熱源吸熱作功，而不放出熱量給其它物體,但它非循環(huán)過程.12W

W低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機WABCD

卡諾循環(huán)是循環(huán)過程，但需兩個熱源，且使外界發(fā)生變化.等溫膨脹過程是從單一熱源吸熱作功，而不放出熱量給6

永動機的設(shè)想圖第一類永動機：不需要消耗外界提供的能量而不斷對外作功的熱機。違反熱力學(xué)第一定律。永動機的設(shè)想圖第一類永動機：不需要消耗外界7第二類永動機：從單一熱源吸熱，全部用來對外作功的熱機?！?/p>

雖然不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律。（例如將海水溫度降低1°用于發(fā)電？）&我們不能因噎廢食。利用海表與海底的溫度差來發(fā)電是可行的。利用余熱來發(fā)電也是可行的。只要使海水的溫度降低0.01K，可使全世界所有機器工作1000多年第二類永動機：從單一熱源吸熱，全部用來對外作功的熱機?！?

熱量不可能自動地從低溫物體傳到高溫物體。而不產(chǎn)生其他影響。（從提高致冷機效率的角度）Q×√√Q2Q1AQ二、克勞修斯表述（1850德國）：熱量不可能自動地從低溫物體傳到高溫物體。而不產(chǎn)生其他影響9高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2兩種表述的一致性高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2兩種表述的一10高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩211三、可逆過程和不可逆過程

在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,如果逆過程能重復(fù)正過程的每一狀態(tài),而不引起其他變化.條件:過程無限緩慢,沒有能量耗散。1、可逆過程：

在不引起其他變化的條件下,不能使逆過程重復(fù)正過程的每一狀態(tài)；或者雖然重復(fù)但必然會引起其他變化。2、不可逆過程:三、可逆過程和不可逆過程在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,如果逆過程12例1）不計阻力的單擺運動單純的無耗散的機械運動是可逆過程。例2）功、熱的轉(zhuǎn)換---非可逆過程高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩礋釞CA而熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣a(chǎn)生對外影響---向低溫?zé)嵩磦鬟f熱量。功變熱可以百分之百，例1）不計阻力的單擺運動單純的無耗散的機械運動是可逆過程。例13例3）氣體在真空中的自由膨脹。密度大密度小要收縮到原狀需外界作功。A※無摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過程是可逆的?！ㄖZ循環(huán)是可逆循環(huán)。※可逆過程是一種理想的模型，只能接近，絕不能真正達到。例3）氣體在真空中的自由膨脹。密度大密度小要收縮到原狀需外界143、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：※熱功轉(zhuǎn)換過程的不可逆性。AQ2Q1QA完全功不完全熱無序有序自發(fā)

從微觀看，功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬倪^程是有序運動狀態(tài)向無序的微觀狀態(tài)數(shù)很大的方向進行3、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：※熱功轉(zhuǎn)換過程的不可逆性。AQ215※熱傳導(dǎo)過程不可逆性。QQ2Q1A※熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際過程都是不可逆的。非自發(fā)傳熱自發(fā)傳熱高溫物體低溫物體非均勻、非平衡均勻、平衡自發(fā)

從微觀看，熱傳導(dǎo)過程是無序程度小的狀態(tài)向無序程度大的方向進行※熱傳導(dǎo)過程不可逆性。QQ2Q1A※熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：一167-7熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義玻爾茲曼熵一、熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義

一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行。二、熱力學(xué)概率與玻爾茲曼熵1、熱力學(xué)概率：7-7熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義玻爾茲曼熵一、熱力1714641微觀態(tài)數(shù)共24

種分布（宏觀態(tài)）詳細分布（微觀態(tài)）微觀態(tài)數(shù)14641微觀態(tài)數(shù)共24種分布詳細分布微觀態(tài)數(shù)18

4個分子全部退回到左側(cè)或右側(cè)的可能性為

若系統(tǒng)分子數(shù)為N，則總微觀態(tài)數(shù)為2N，N個分子自動退回左側(cè)或右側(cè)的幾率為1/2N，N很大時，幾乎是不可能的。1/24=1/16實際的氣體分子數(shù)很大。如一摩爾的氣體就有N0=6.0221023個分子。4個分子全部退回到左側(cè)或右側(cè)的可能性為若系統(tǒng)分子數(shù)19熱力學(xué)概率宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)，用表示。若一摩爾氣體作自由膨脹，所有分子都回到一邊去的幾率只有1/個微觀狀態(tài)均拍成照片，然后像放電影一樣放出來，每秒放一億張（108），還要放：02N/108秒這個時間比宇宙的年齡1018秒還要大得多?？梢娝蟹肿佣蓟氐揭贿吶ナ遣豢赡艿摹＜醋杂膳蛎浭遣豢赡娴?。均勻分布的概率完全占據(jù)了統(tǒng)治地位熱力學(xué)概率若一摩爾氣體作自由膨脹，所有分子都回到個微觀狀態(tài)均20

比如平時大家都有坐在教室，只有一個狀態(tài)，要找某同學(xué)只要到教室去找，一下便可找到。信息量很大。相反，星期天大家有上街的，打球的、在圖書館看書的……。非常無序，信息量小。注意：微觀狀態(tài)數(shù)最大的平衡態(tài)狀態(tài)是最混亂、最無序的狀態(tài)，也是信息量最小的狀態(tài)。熱力學(xué)概率是分子運動無序性的一種量度比如平時大家都有坐在教室，只有一個狀態(tài)，要找某同學(xué)只21

孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)過渡。熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義又可表述為：

或：

從熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)過渡。孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向22

一般，熱力學(xué)概率（宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)）非常大，1877年，玻耳茲曼引入態(tài)函數(shù)熵：2、玻耳茲曼熵玻耳茲曼熵熵的微觀意義:熵是系統(tǒng)內(nèi)分子熱運動無序性的量度.K為波爾茲曼常數(shù)一般，熱力學(xué)概率（宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)）非常大，18723

與狀態(tài)量內(nèi)能一樣,熵也是系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)，熵值本身意義不大,熵變才是重要的。熵變只取決于始末狀態(tài)，與中間過程無關(guān)。

例：一個孤立系統(tǒng)的熱力學(xué)概率由1變?yōu)?，且2>1熵增加原理熵變:平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)與狀態(tài)量內(nèi)能一樣,熵也是系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)，熵值本24熵增原理的微觀實質(zhì)是：或者說由非平衡態(tài)向著平衡態(tài)進行?；蛘哒f

向著無序度增大的方向進行。

在孤立系統(tǒng)中所進行的自然過程總是沿著熵增大的方向進行，平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)，這就是熵增加原理。孤立系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的過程總是由熱力學(xué)幾率小的狀態(tài)向熱力學(xué)幾率大的狀態(tài)過度。熵增原理的微觀實質(zhì)是：或者說由非平衡態(tài)向著平衡態(tài)進行?；蛘?5貝多芬L.VanBeethoven,徳,(1770-1827)58歲,第九交響曲,死后埋在維也納威靈墓地.舒伯特F.Schubert,奧,(1797-1828)32歲,C大調(diào)交響曲,一生追隨貝多芬,死后埋在貝多芬墳旁.玻耳茲曼L.Boltzmann,奧,(1844-1906)63歲,死后埋在維也納中央墓地.碑上沒有墓志銘,只有一個公式:S=klogW貝多芬L.VanBeethoven,徳,(26三、熵增加原理(Principleofentropyincrease)注意：熵增加是指孤立系統(tǒng)的所有物體的熵之和的增加孤立系統(tǒng)內(nèi)個別物體，熵也可能減少。孤立系統(tǒng)中的可逆過程，其熵不變；孤立系統(tǒng)中的不可逆過程，其熵要增加。熵增是能量退化的量度。

自然界的一切過程中能量在不斷地退化，即正在不斷地變成不能用來做功的無用能，這是熵增的必然結(jié)果。——能量退化原理三、熵增加原理(Principleofentropyi27.熵增與熱寂說.熵增與熱寂說28海水溫差可以發(fā)電

海洋是一個太陽幅射熱能的巨大收集器和儲存器。它的表層水溫度可達20℃～30℃；而深層海水的溫度則接近零攝氏度?？茖W(xué)家設(shè)想，用表層海水加熱沸點很低的液體，如液氨，利用液氨產(chǎn)生的蒸氣來驅(qū)動渦輪發(fā)電機進行發(fā)電，并用海底電纜把電輸送到需要的地方。同時，又用從深海抽上來的低溫海水冷卻氨蒸氣，使它還原為液態(tài)。如此循環(huán)反復(fù)利用海水的溫差，就可以持續(xù)發(fā)電。這種發(fā)電方法的優(yōu)點是不受天氣影響，輸出功率穩(wěn)定。它在熱帶和亞熱帶海區(qū)最為適用。據(jù)有關(guān)專家研究論證認為，利用海水溫差建立輸功率為十萬千瓦的發(fā)電廠是可能的。

利用海水溫差發(fā)電，對于開發(fā)海洋資源具有重大意義，如它可以為開采海底石油和多金屬結(jié)核等的設(shè)備提供電力，并可以從海底開采上來的礦物就地冶煉，省去運輸上的很多麻煩。海水溫差可以發(fā)電海洋是一個太陽幅射熱能的巨291、可逆卡諾循環(huán)過程熱溫比變化：恢復(fù)吸熱為正、放熱為負的符號規(guī)定:

一、克勞修斯熵:7-8

克勞修斯熵結(jié)論：可逆卡諾循環(huán)的熱溫比總和為零。1、可逆卡諾循環(huán)過程熱溫比變化：恢復(fù)吸熱為正、放熱為負的符號30任一可逆循環(huán)，用一系列微小可逆卡諾循環(huán)代替。2、任意可逆循環(huán)過程熱溫比：（1）有限個卡諾循環(huán)組成的可逆循環(huán)任一可逆循環(huán)，用一系列微小可逆卡諾循環(huán)代替。2、任意可逆循環(huán)31（2）無限個卡諾循環(huán)組成的可逆循環(huán)即：任一可逆循環(huán)，其熱溫比之和為零?？藙谛匏沟仁剑?）無限個卡諾循環(huán)組成的可逆循環(huán)即：任一可逆循環(huán)，其熱溫比32PVABc1c2

表明熱溫比與路徑無關(guān)，存在著一個新的態(tài)函數(shù)S，這個態(tài)函數(shù)S在始末兩態(tài)A、B間的增量為一確定值。(可逆過程)PVABc1c2表明熱溫比與路徑無關(guān)，存33S理想氣體的力學(xué)量與熱學(xué)量對比：狀態(tài)量過程量關(guān)系強度量廣延量力學(xué)量PVAPdVdA熱學(xué)量TQ上述兩個不等式在可逆過程取等號。TdSdQS理想氣體的力學(xué)量與熱學(xué)量對比：狀態(tài)量過程量關(guān)系強度量廣延34PdV：是氣體作功，dA：是從活塞傳出去的功。在可逆過程中，PdV=dA。說明：1、熵是系統(tǒng)狀態(tài)的單值函數(shù)，兩個確定狀態(tài)的熵變與過程無關(guān)。2、熵是廣延量（具有可加性），系統(tǒng)的熵變等于各部分熵變之和。PePS如：PdVdAPdV：是氣體作功，dA：是從活塞傳出去的功。在可逆過程35三、可逆絕熱過程，熵不變絕熱過程：dQ=0，得可逆過程：熵不變理想氣體的四個最簡過程：等體、等壓、等溫、等熵。三、可逆絕熱過程，熵不變絕熱過程：dQ=0，得可36理想氣體的四個最基本的狀態(tài)量：

P、V、T、S，每取兩個，可作一個狀態(tài)圖，其中PV圖和TS圖最重要。例：用TS圖證明卡諾熱機效率。T1T2S1S2STabcdQ2Q1理想氣體的四個最基本的狀態(tài)量：例：用TS圖證明卡諾37如過程可逆，熵不變；如過程不可逆，熵增加。四、熵增加原理由：熵增加原理對孤立系統(tǒng)（絕熱）：

孤立系統(tǒng)中不可逆過程總是朝著熵增加的方向進行，直至達到熵最大。如過程可逆，熵不變；如過程不38解：設(shè)在dt內(nèi)，從A傳到B的熱量為dQ，且在可逆的等溫過程中進行。絕熱壁ABdQA的熵變：B的熵變：系統(tǒng)總的熵變：TA>TB例：熱傳導(dǎo)過程中的熵變。解：設(shè)在dt內(nèi)，從A傳到B的熱量為dQ，且在可逆的等溫過程39熱力學(xué)過程的方向性m（1）熱功轉(zhuǎn)換過程具有方向性。

通過摩擦而使功變熱的過程是不可逆的。（熱不能自動轉(zhuǎn)化為功）熱力學(xué)過程的方向性m（1）熱功轉(zhuǎn)換過程具有方向性。通過摩擦40（2）熱傳導(dǎo)的方向性高溫低溫自動熱量是自動地從高溫物體傳到低溫物體。（熱不能自動從低溫物體傳到高溫物體）

。（2）熱傳導(dǎo)的方向性高溫低溫自動熱量是自動地從高溫物體傳到低41

（3）氣體自由膨脹過程是有方向性的。密度大密度小密度大密度小氣體自動地向真空膨脹，而不能自動退回到膨脹前的容器中去。（3）氣體自由膨脹過程是有方向性的。密度大密度小密度大密度42注意：這里的方向性，是指它們存在一個自動的、無條件的、自發(fā)的、勿須外界幫助而進行的方向。而不是其反方向不能實現(xiàn)，只是實現(xiàn)其反方向過程要產(chǎn)生“對外影響”。

滿足熱力學(xué)第一定律的過程未必都能實現(xiàn)。

對于實際過程是否能發(fā)生及沿什么方向進行，需要用到一個新的自然規(guī)律，即熱力學(xué)第二定律。注意：這里的方向性，是指它們存在一個自動的、滿足熱43一、開爾文表述（1851英國）：

不可能制成一種循環(huán)動作的熱機，只從單一熱源吸取熱量完全變成有用的功,而不產(chǎn)生其他影響。(從提高熱機效率的角度考慮）QAAQ2Q1×√√QA7—6熱力學(xué)第二定律一、開爾文表述（1851英國）：44

等溫膨脹過程是從單一熱源吸熱作功，而不放出熱量給其它物體,但它非循環(huán)過程.12W

W低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機WABCD

卡諾循環(huán)是循環(huán)過程，但需兩個熱源，且使外界發(fā)生變化.等溫膨脹過程是從單一熱源吸熱作功，而不放出熱量給45

永動機的設(shè)想圖第一類永動機：不需要消耗外界提供的能量而不斷對外作功的熱機。違反熱力學(xué)第一定律。永動機的設(shè)想圖第一類永動機：不需要消耗外界46第二類永動機：從單一熱源吸熱，全部用來對外作功的熱機。×

雖然不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律。（例如將海水溫度降低1°用于發(fā)電？）&我們不能因噎廢食。利用海表與海底的溫度差來發(fā)電是可行的。利用余熱來發(fā)電也是可行的。只要使海水的溫度降低0.01K，可使全世界所有機器工作1000多年第二類永動機：從單一熱源吸熱，全部用來對外作功的熱機?！?7

熱量不可能自動地從低溫物體傳到高溫物體。而不產(chǎn)生其他影響。（從提高致冷機效率的角度）Q×√√Q2Q1AQ二、克勞修斯表述（1850德國）：熱量不可能自動地從低溫物體傳到高溫物體。而不產(chǎn)生其他影響48高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2兩種表述的一致性高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2兩種表述的一49高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩2高溫?zé)嵩碩1低溫?zé)嵩碩250三、可逆過程和不可逆過程

在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,如果逆過程能重復(fù)正過程的每一狀態(tài),而不引起其他變化.條件:過程無限緩慢,沒有能量耗散。1、可逆過程：

在不引起其他變化的條件下,不能使逆過程重復(fù)正過程的每一狀態(tài)；或者雖然重復(fù)但必然會引起其他變化。2、不可逆過程:三、可逆過程和不可逆過程在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,如果逆過程51例1）不計阻力的單擺運動單純的無耗散的機械運動是可逆過程。例2）功、熱的轉(zhuǎn)換---非可逆過程高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩礋釞CA而熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣a(chǎn)生對外影響---向低溫?zé)嵩磦鬟f熱量。功變熱可以百分之百，例1）不計阻力的單擺運動單純的無耗散的機械運動是可逆過程。例52例3）氣體在真空中的自由膨脹。密度大密度小要收縮到原狀需外界作功。A※無摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過程是可逆的?！ㄖZ循環(huán)是可逆循環(huán)。※可逆過程是一種理想的模型，只能接近，絕不能真正達到。例3）氣體在真空中的自由膨脹。密度大密度小要收縮到原狀需外界533、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：※熱功轉(zhuǎn)換過程的不可逆性。AQ2Q1QA完全功不完全熱無序有序自發(fā)

從微觀看，功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬倪^程是有序運動狀態(tài)向無序的微觀狀態(tài)數(shù)很大的方向進行3、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：※熱功轉(zhuǎn)換過程的不可逆性。AQ254※熱傳導(dǎo)過程不可逆性。QQ2Q1A※熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際過程都是不可逆的。非自發(fā)傳熱自發(fā)傳熱高溫物體低溫物體非均勻、非平衡均勻、平衡自發(fā)

從微觀看，熱傳導(dǎo)過程是無序程度小的狀態(tài)向無序程度大的方向進行※熱傳導(dǎo)過程不可逆性。QQ2Q1A※熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：一557-7熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義玻爾茲曼熵一、熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義

一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行。二、熱力學(xué)概率與玻爾茲曼熵1、熱力學(xué)概率：7-7熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義玻爾茲曼熵一、熱力5614641微觀態(tài)數(shù)共24

種分布（宏觀態(tài)）詳細分布（微觀態(tài)）微觀態(tài)數(shù)14641微觀態(tài)數(shù)共24種分布詳細分布微觀態(tài)數(shù)57

4個分子全部退回到左側(cè)或右側(cè)的可能性為

若系統(tǒng)分子數(shù)為N，則總微觀態(tài)數(shù)為2N，N個分子自動退回左側(cè)或右側(cè)的幾率為1/2N，N很大時，幾乎是不可能的。1/24=1/16實際的氣體分子數(shù)很大。如一摩爾的氣體就有N0=6.0221023個分子。4個分子全部退回到左側(cè)或右側(cè)的可能性為若系統(tǒng)分子數(shù)58熱力學(xué)概率宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)，用表示。若一摩爾氣體作自由膨脹，所有分子都回到一邊去的幾率只有1/個微觀狀態(tài)均拍成照片，然后像放電影一樣放出來，每秒放一億張（108），還要放：02N/108秒這個時間比宇宙的年齡1018秒還要大得多?？梢娝蟹肿佣蓟氐揭贿吶ナ遣豢赡艿?。即自由膨脹是不可逆的。均勻分布的概率完全占據(jù)了統(tǒng)治地位熱力學(xué)概率若一摩爾氣體作自由膨脹，所有分子都回到個微觀狀態(tài)均59

比如平時大家都有坐在教室，只有一個狀態(tài)，要找某同學(xué)只要到教室去找，一下便可找到。信息量很大。相反，星期天大家有上街的，打球的、在圖書館看書的……。非常無序，信息量小。注意：微觀狀態(tài)數(shù)最大的平衡態(tài)狀態(tài)是最混亂、最無序的狀態(tài)，也是信息量最小的狀態(tài)。熱力學(xué)概率是分子運動無序性的一種量度比如平時大家都有坐在教室，只有一個狀態(tài)，要找某同學(xué)只60

孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)過渡。熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義又可表述為：

或：

從熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)過渡。孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向61

一般，熱力學(xué)概率（宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)）非常大，1877年，玻耳茲曼引入態(tài)函數(shù)熵：2、玻耳茲曼熵玻耳茲曼熵熵的微觀意義:熵是系統(tǒng)內(nèi)分子熱運動無序性的量度.K為波爾茲曼常數(shù)一般，熱力學(xué)概率（宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)）非常大，18762

與狀態(tài)量內(nèi)能一樣,熵也是系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)，熵值本身意義不大,熵變才是重要的。熵變只取決于始末狀態(tài)，與中間過程無關(guān)。

例：一個孤立系統(tǒng)的熱力學(xué)概率由1變?yōu)?，且2>1熵增加原理熵變:平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)與狀態(tài)量內(nèi)能一樣,熵也是系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)，熵值本63熵增原理的微觀實質(zhì)是：或者說由非平衡態(tài)向著平衡態(tài)進行?；蛘哒f

向著無序度增大的方向進行。

在孤立系統(tǒng)中所進行的自然過程總是沿著熵增大的方向進行，平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)，這就是熵增加原理。孤立系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的過程總是由熱力學(xué)幾率小的狀態(tài)向熱力學(xué)幾率大的狀態(tài)過度。熵增原理的微觀實質(zhì)是：或者說由非平衡態(tài)向著平衡態(tài)進行。或者64貝多芬L.VanBeethoven,徳,(1770-1827)58歲,第九交響曲,死后埋在維也納威靈墓地.舒伯特F.Schubert,奧,(1797-1828)32歲,C大調(diào)交響曲,一生追隨貝多芬,死后埋在貝多芬墳旁.玻耳茲曼L.Boltzmann,奧,(1844-1906)63歲,死后埋在維也納中央墓地.碑上沒有墓志銘,只有一個公式:S=klogW貝多芬L.VanBeethoven,徳,(65三、熵增加原理(Principleofentropyincrease)注意：熵增加是指孤立系統(tǒng)的所有物體的熵之和的增加孤立系統(tǒng)內(nèi)個別物體，熵也可能減少。孤立系統(tǒng)中的可逆過程，其熵不變；孤立系統(tǒng)中的不可逆過程，其熵要增加。熵增是能量退化的量度。

自然界的一切過程中能量在不斷地退化，即正在不斷地變成不能用來做功的無用能，這是熵增的必然結(jié)果?！芰客嘶砣?、熵增加原理(Principleofentropyi66.熵增與熱寂說.熵增與熱寂說67海水溫差可以發(fā)電

海洋是一個太陽幅射熱能的巨大收集器和儲存器。它的表層水溫度可達20℃～30℃；而深層海水的溫度則接近零攝氏度?？茖W(xué)家設(shè)想，用表層海水加熱沸點很低的液體，如液氨，利用液氨產(chǎn)生的蒸氣來驅(qū)動渦輪發(fā)電機進行發(fā)電，并用海底電纜把電輸送到需要的地方。同時，又用從深海抽上來的低溫海水冷卻氨蒸氣，使它還原為液態(tài)。如此循環(huán)反復(fù)利用海水的溫差，就可以持續(xù)發(fā)電。這種發(fā)電方法的優(yōu)點是不受天氣影響，輸出功率穩(wěn)定。它在熱帶和亞熱帶海區(qū)最為適用。據(jù)有關(guān)專家研究論證認為，利用海水溫差建立輸功率為十萬千瓦的發(fā)電廠是可能的。

利用海水溫差發(fā)電，對于開發(fā)海洋資源具有重大意義，如它可以為開采海底石油和多金屬結(jié)核等的設(shè)備提供電力，并可以從海底開采上來的礦物就地冶煉，省去運輸上的很多麻煩。海水溫差可以發(fā)電海洋是一個太陽幅射熱能的巨681、可逆卡諾循環(huán)過程熱溫比變化：恢復(fù)吸熱為正、放熱為負的符號規(guī)定:

一、克勞修斯熵:7-8

克勞修斯熵結(jié)論：可逆卡諾循環(huán)的熱溫比總和為零。1、可逆卡諾循環(huán)過程熱溫比變化