熱物理學(xué)基礎(chǔ)課件

第七章熱物理學(xué)基礎(chǔ)

熱力學(xué)是從能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)研究熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。它不考慮物質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)。研究方法是：根據(jù)觀察和實(shí)驗(yàn)所總結(jié)出的基本規(guī)律（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律）用邏輯推理的方法來(lái)研究物體的宏觀性質(zhì)以及宏觀過(guò)程進(jìn)行的方向和限度等問(wèn)題。1感謝你的觀看2019年8月25第七章熱物理學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)是從能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的角度§1.熱力學(xué)第一定律(firstlowofthermodynamics)一.基本概念1.熱力學(xué)系統(tǒng)(thermodynamicssystem)孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)、開放系統(tǒng)2.熱力學(xué)過(guò)程(thermodynamicsprocess)觀察活塞移動(dòng)，見(jiàn)圖：

活塞速度很?。ㄚ吔诹悖┖洼^大時(shí)氣體狀態(tài)變化有何不同？2感謝你的觀看2019年8月25§1.熱力學(xué)第一定律活塞速度很?。ㄚ吔诹悖┖洼^大時(shí)氣體V→0，過(guò)程中的每一時(shí)刻氣體能重新達(dá)到新的平衡態(tài)——準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程

特點(diǎn)：每一時(shí)刻均有確定的狀態(tài)參量。

P—V圖示：二.功、熱量、內(nèi)能1.功(work)（1）氣體作功的計(jì)算，壓力功，見(jiàn)圖psdx3感謝你的觀看2019年8月25V→0，過(guò)程中的每一時(shí)刻氣體能重新達(dá)到新的平衡態(tài)——準(zhǔn)靜A＞0——系統(tǒng)對(duì)外作功

A＜0——外界對(duì)系統(tǒng)作功（2）幾何意義：P—V圖,AB為某一熱力學(xué)過(guò)程。紅色區(qū)域的面積：曲線下總面積：可由面積求功。4感謝你的觀看2019年8月25A＞0——系統(tǒng)對(duì)外作功紅色區(qū)域的面積：曲線下總面積：可由面積系統(tǒng)從狀態(tài)a（P1V1）經(jīng)不同的過(guò)程到達(dá)狀態(tài)b（P2V2），系統(tǒng)對(duì)外界所作的功是不同的。功是過(guò)程量而不是狀態(tài)量pvoabcdacb過(guò)程的功adb過(guò)程的功5感謝你的觀看2019年8月25系統(tǒng)從狀態(tài)a（P1V1）經(jīng)不同的過(guò)程到達(dá)狀態(tài)功是過(guò)程量而不是2.熱量Q(quantityofheat)計(jì)算公式：Q=cm（T2

－T1）=νCmol（T2－T1）Cmol——摩爾熱容量：?jiǎn)挝荒栙|(zhì)量的氣體溫度改變一度所吸收或放出的熱量。僅與狀態(tài)有關(guān)內(nèi)能的變化：與過(guò)程無(wú)關(guān)。Cmol、Q均與過(guò)程有關(guān)，是過(guò)程量。3.內(nèi)能——分子熱運(yùn)動(dòng)能量的總和。理想氣體：6感謝你的觀看2019年8月252.熱量Q(quantityofheat三.熱力學(xué)第一定律1.定律：設(shè)系統(tǒng)從Ⅰ態(tài)→Ⅱ態(tài)，作功A，吸熱Q，內(nèi)能變化ΔU，則有：Q=A+ΔE能量守恒方程無(wú)限小過(guò)程：dQ=dA+dE2.Q、A

正負(fù)的約定

Q＞0→吸熱Q＜0→放熱

A＞0→系統(tǒng)作功A

＜0→外界作功7感謝你的觀看2019年8月25三.熱力學(xué)第一定律1.定律：設(shè)系統(tǒng)從Ⅰ態(tài)→Ⅱ態(tài)，作功A，吸§2熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用一.等容過(guò)程

(isometricprocess)1.過(guò)程方程：2.A、Q、ΔU

的計(jì)算

∵ΔV=0∴A=0

Q=νCV（T2—T1）而：Q=A+ΔE=ΔE

可得：i的取值？對(duì)其他過(guò)程是否成立？8感謝你的觀看2019年8月25§2熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用一.等容過(guò)程(iso二.等壓過(guò)程（isobaric）1.過(guò)程方程2.

A、Q、ΔE

的計(jì)算由：三.等溫過(guò)程（isothermalprocess）1.過(guò)程方程2.

A、Q、ΔE

的計(jì)算

Q=νCP（T2

--T1）ΔE=νCV（T2

--T1）9感謝你的觀看2019年8月25二.等壓過(guò)程（isobaric）1.過(guò)程方程2.A、Q、∵ΔT=0∴ΔE=0Q=A=νRTlnV2/V1

等溫過(guò)程Cmol=?

四.絕熱過(guò)程1.

A、Q、ΔE

的計(jì)算Q=0A=-ΔE=-νCV（T2

-T1）2.過(guò)程方程10感謝你的觀看2019年8月25∵ΔT=0∴ΔE=0Q=A=νR

dE=νCvdT=-dA=-PdV（1）

PdV+Vdp=νRdT（2）聯(lián)立（1）（2）得

（CV+R）PdV=-CVVdp得：CpPdV=-CVVdp令則有解得由可得11感謝你的觀看2019年8月25dE=νCvdT=-dA=3.絕熱線與等溫線pVpV0((pV,絕熱線等溫線KQKT絕熱線較陡如何判別絕熱線與等溫線？12感謝你的觀看2019年8月253.絕熱線與等溫線pVpV0((pV,絕熱線等溫線KQKT絕例題:m=2.8×10-3kgp=1atmt=270c氮?dú)?，?jīng)歷如圖所示的過(guò)程，V4=?

V3，求整個(gè)過(guò)程的內(nèi)能的變化，功，熱量。(Cv

=2.5R)pVo123v1v3v4解：P—V

圖示求出各狀態(tài)的參量=2.46x10-3m313感謝你的觀看2019年8月25例題:m=2.8×10-3kgp=1aE4

－E1=νCV(T4－T1)=312J等容過(guò)程：A1=0等溫過(guò)程：等壓過(guò)程：A=A1+A2+A3=449JΔE=Q

－A=312JQ=Q1

+Q2+Q3

=761J14感謝你的觀看2019年8月25E4－E1=νCV(T4－T1)=312J等容過(guò)§7.3循環(huán)過(guò)程卡諾循環(huán)一循環(huán)過(guò)程1熱機(jī)的工作原理以蒸汽機(jī)為例特點(diǎn)：①工作物質(zhì)（水蒸汽、液態(tài)水）②工作物質(zhì)從外界吸熱，增加內(nèi)能，一部分對(duì)外作功③工作物質(zhì)要回到原來(lái)狀態(tài)，內(nèi)能的另一部分以熱量的形式放到一個(gè)溫度較低的冷凝器里去。④以上過(guò)程循環(huán)不已地進(jìn)行15感謝你的觀看2019年8月25§7.3循環(huán)過(guò)程卡諾循環(huán)一循環(huán)過(guò)程1熱機(jī)的工作原理以2定義：如果一系統(tǒng)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)任意的一系列過(guò)程，最后又回到原來(lái)的狀態(tài)，則稱此一系列過(guò)程為循環(huán)過(guò)程。3正循環(huán)及循環(huán)效率規(guī)定：順時(shí)針循環(huán)→正循環(huán)ABCDA熱機(jī)逆時(shí)針循環(huán)→逆循環(huán)ADCBA致冷機(jī)或熱泵分析正循環(huán)和逆循環(huán)的特點(diǎn)。逆循環(huán)：體積膨脹系統(tǒng)對(duì)外作功。A

=?正循環(huán)：體積壓縮，系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功。16感謝你的觀看2019年8月252定義：如果一系統(tǒng)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)任意的一系列過(guò)程，最整個(gè)過(guò)程：ΔE=0由能量守恒：A凈=Q

凈=Q1－│Q2│循環(huán)效率：由于Q2不為零，Q1不能為無(wú)窮大，∴η＜117感謝你的觀看2019年8月25整個(gè)過(guò)程：ΔE=0由能量守恒：A凈=Q凈=二卡諾循環(huán)準(zhǔn)靜態(tài)卡諾循環(huán)：由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成的循環(huán)過(guò)程。①1→2等溫膨脹過(guò)程ΔU=0②2→3絕熱過(guò)程③3→4等溫壓縮過(guò)程│Q2│18感謝你的觀看2019年8月25二卡諾循環(huán)準(zhǔn)靜態(tài)卡諾循環(huán)：由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成④4→1絕熱壓縮整個(gè)循環(huán)中內(nèi)能不變A=Q1－│Q2│（2→3）19感謝你的觀看2019年8月25④4→1絕熱壓縮整個(gè)循環(huán)中內(nèi)能不變A=Q1－│Q2│（（4→1）或則有：→僅適用于卡諾循環(huán)說(shuō)明：①η卡僅由T1、T2決定②T1越大、T2越小越高。η卡＜1③20感謝你的觀看2019年8月25（4→1）或則有：→僅適用于卡諾循環(huán)說(shuō)明：①η卡僅由T1、例題：1mol單原子理想氣體作如圖所示的循環(huán)，AB為等溫線，求循環(huán)效率。

解ABCBCA凈功：吸熱：21感謝你的觀看2019年8月25例題：1mol單原子理想氣體作如圖所示的循環(huán)，AB為等22感謝你的觀看2019年8月2522感謝你的觀看2019年8月25§7.4逆循環(huán)——致冷機(jī)和熱泵一.制冷機(jī)特點(diǎn)：外界做功，從低溫?zé)嵩次鼰酫2，向高溫?zé)嵩捶艧酫1。

C--毛細(xì)節(jié)流閥

B--冷凝器

D--冷庫(kù)

E--壓縮機(jī)制冷系數(shù)：23感謝你的觀看2019年8月25§7.4逆循環(huán)——致冷機(jī)和熱泵一.制冷機(jī)C--毛細(xì)節(jié)流閥卡諾制冷機(jī)（逆循環(huán)）：不同制冷溫度時(shí)，冰箱的效率不同。例題一卡諾制冷機(jī)，從零度的水中吸取熱量，向270C的房間放熱，假定將50kg的00C的水變成了00的冰。試問(wèn)（1）放于房間的熱量有多少（2）使制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的機(jī)械功為多少？24感謝你的觀看2019年8月25卡諾制冷機(jī)（逆循環(huán)）：不同制冷溫度時(shí)，冰箱的效率不同。例題解：(1)Q2=3.35x105x50=1.665x107J(2)T2=263K多做的功為

2.34x106－1.65x106=6.9x105J25感謝你的觀看2019年8月25解：(1)Q2=3.35x105x50二.熱泵熱泵是把熱量由低溫物體抽到高溫物體的裝置，它的工作原理與致冷機(jī)相同。致冷機(jī)是讓工作物質(zhì)從低溫物體處吸熱，使低溫物體的溫度更低；而熱泵是讓工作物質(zhì)向高溫物體放熱，使高溫物體的溫度更高。熱泵工作過(guò)程：壓縮機(jī)將氨氣或氟里昂進(jìn)行壓縮，使之變成高溫高壓的蒸汽，蒸汽被導(dǎo)入室內(nèi)管道（冷凝器）中，氨蒸汽凝結(jié)成液體，同時(shí)放出熱量使室內(nèi)氣流升溫而供暖。液化后的氨經(jīng)節(jié)流閥變成低溫低壓的液體，被導(dǎo)入室外管道（蒸發(fā)器）中，液體從室外的空氣中吸熱而迅26感謝你的觀看2019年8月25二.熱泵熱泵是把熱量由低溫物體抽到高溫物體的裝置，它的工作原速蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣體又回到壓縮機(jī)中進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。——供熱效率如果上圖中把壓縮機(jī)的出口與室外管道相連，則此裝置就可以用來(lái)給室內(nèi)降溫，這就是所謂的制冷空調(diào)，此時(shí)室內(nèi)的管道就是蒸發(fā)器，而室外的管道就是冷凝器。27感謝你的觀看2019年8月25速蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣體又回到壓縮機(jī)中進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)?！嵝А?.5熱力學(xué)第二定律背景：第二類永動(dòng)機(jī)的提出：將海水熱量變?yōu)闄C(jī)械功。若將海水溫度降低0.1K，可供全世界工廠用1萬(wàn)年以上。對(duì)熱力學(xué)過(guò)程的方向是否有限制？實(shí)質(zhì)上：熱傳導(dǎo)過(guò)程、功變熱過(guò)程、擴(kuò)散過(guò)程都具有不可逆性，自然界中對(duì)熱力學(xué)過(guò)程的方向有這嚴(yán)格的限制。一.表述1.開爾文表述：不可能從單一熱源吸熱，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。外界與系統(tǒng)均未發(fā)生變化。否定了第二永動(dòng)機(jī)。28感謝你的觀看2019年8月25§7.5熱力學(xué)第二定律背景：第二類永動(dòng)機(jī)的提出：將海水熱量2.克勞修斯表述：熱量不可能自發(fā)的由低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f。3.兩種表述的等效性開氏：？過(guò)程的方向性。功變熱克氏：?過(guò)程的方向性。熱傳導(dǎo)證明：反證法設(shè)一熱機(jī)－K，再設(shè)一制冷機(jī)：Q2T1T2Q1A=Q1聯(lián)立兩熱機(jī)，有：－C29感謝你的觀看2019年8月252.克勞修斯表述：熱量不可能自發(fā)的由低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f。用同樣的方法可證，當(dāng)－C時(shí)，必有－K。從邏輯學(xué)可知：

即克勞修斯表述與開爾文表述完全等效。二.熱一律與熱二律的作用30感謝你的觀看2019年8月25用同樣的方法可證，當(dāng)－C時(shí)，必有－K。從邏輯學(xué)可知：三.統(tǒng)計(jì)意義：（微觀實(shí)質(zhì)）例：理想氣體自由膨脹（擴(kuò)散過(guò)程），見(jiàn)圖：AB抽去隔板：一個(gè)分子回到A部的概率為?。兩個(gè)分子回到A部的概率為1/22

。三個(gè)分子回到A部的概率為1/23

。N0個(gè)分子回到A部的概率為可以看出擴(kuò)散過(guò)程的不可逆性。31感謝你的觀看2019年8月25三.統(tǒng)計(jì)意義：（微觀實(shí)質(zhì)）例：理想氣體自由膨脹（擴(kuò)散過(guò)程）AB

分析過(guò)程的進(jìn)行方向，以三個(gè)分子為例：見(jiàn)圖abc分子可能出現(xiàn)的分布：ABABABABabc0(1)abcbcacab(2)bcabaccab(3)abc0(4)32感謝你的觀看2019年8月25AB分析過(guò)程的進(jìn)行方向，以三個(gè)分子為例：見(jiàn)圖abc分哪一個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)的概率大？過(guò)程進(jìn)行的方向？微觀態(tài)：分子的每一種可能分布的狀態(tài)。宏觀態(tài)：僅考慮分子個(gè)數(shù)，不考慮分子標(biāo)號(hào)的狀態(tài)。過(guò)程進(jìn)行方向：含微觀態(tài)少的宏觀態(tài)含微觀態(tài)多的宏觀態(tài)不均勻→均勻熱力學(xué)概率ω：某宏觀態(tài)所含微觀態(tài)數(shù)目。熱力學(xué)概率小的宏觀態(tài)熱力學(xué)概率大的宏觀態(tài)33感謝你的觀看2019年8月25哪一個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)的概率大？過(guò)程進(jìn)行的方向？微觀態(tài)：分子的每一種§7.6熵與熵增原理一.可逆過(guò)程與卡諾定理1.可逆過(guò)程：若發(fā)生的某過(guò)程，能找到另一過(guò)程使外界與系統(tǒng)全都復(fù)原，此過(guò)程稱可逆過(guò)程。2.卡諾定理定理一：在相同高溫?zé)嵩矗═1）與低溫?zé)嵩矗═2）之間工作的一切可逆熱機(jī)，其效率與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)均為：定理二：不可逆熱機(jī)的效率

η’＜1–T2/T1

34感謝你的觀看2019年8月25§7.6熵與熵增原理一.可逆過(guò)程與卡諾定理1.可逆過(guò)程：二.熵的引入1.克勞修斯公式：由卡諾定理2：考慮：Q2＜0，有：若系統(tǒng)與多個(gè)熱源接觸，則有：若熱源可視為連續(xù)分布，則有：35感謝你的觀看2019年8月25二.熵的引入1.克勞修斯公式：由卡諾定理2：考慮：Q2＜0，2.態(tài)函數(shù)熵S：設(shè)可逆循環(huán)：見(jiàn)圖由克勞修斯公式有：此式說(shuō)明什么？與路徑無(wú)關(guān)。x0x2136感謝你的觀看2019年8月252.態(tài)函數(shù)熵S：設(shè)可逆循環(huán)：見(jiàn)圖由克勞修斯公式有：此式說(shuō)明什S的定義：設(shè)初態(tài)的熵為S0，末態(tài)的熵為S，則有：僅對(duì)可逆過(guò)程成立。若為不可逆過(guò)程，設(shè)上圖中，1為不可逆、2為可逆。對(duì)不可逆：即：又：綜合：37感謝你的觀看2019年8月25S的定義：設(shè)初態(tài)的熵為S0，末態(tài)的熵為S，則有：僅對(duì)可逆過(guò)程對(duì)無(wú)限小過(guò)程：TdS≥dQ或

TdS≥PdV+dE二.熵增原理∵Tds≥dQ∴若

dQ=0→

ds≥01.原理：絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)的熵永不減少?？赡娼^熱：ΔS=0，不可逆絕熱：ΔS

＞0。孤立系統(tǒng)：從S小→S大進(jìn)行，平衡態(tài)：S=Smax2.S的物理意義：分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度。何狀態(tài)熵最大?平衡態(tài)。38感謝你的觀看2019年8月25對(duì)無(wú)限小過(guò)程：TdS≥dQ或TdS3.熵的波爾茲曼定義反映系統(tǒng)含微觀態(tài)多少，表征無(wú)序度的高低。熱力學(xué)概率三.熵變的計(jì)算1.理想氣體的熵變?chǔ)1mol理想氣體，從（T0V0）→（TV），求ΔS解：可逆過(guò)程與經(jīng)歷的過(guò)程無(wú)關(guān)。39感謝你的觀看2019年8月253.熵的波爾茲曼定義反映系統(tǒng)含微觀態(tài)多少，表征無(wú)序度的高低。2.不可逆過(guò)程熵變的計(jì)算？原則：設(shè)一可逆過(guò)程，要求初態(tài)、終態(tài)與不可逆過(guò)程相同，計(jì)算此可逆過(guò)程的ΔS即可。

例1.理想氣體絕熱向真空自由膨脹（擴(kuò)散），體積由V1→V2，求：ΔS。解：找可逆過(guò)程：Q=0，A=0，∴ΔT=0等溫：初態(tài)（T、V1），末態(tài)（T、V2）40感謝你的觀看2019年8月252.不可逆過(guò)程熵變的計(jì)算？原則：設(shè)一可逆過(guò)程，要求初態(tài)、終態(tài)例2.熱傳導(dǎo)的ΔS。見(jiàn)圖T1T2Q不可逆過(guò)程，分開計(jì)算。高溫?zé)嵩吹葴胤艧幔海赡妫﹦t有：低溫?zé)嵩吹葴匚鼰幔海赡妫?1感謝你的觀看2019年8月25例2.熱傳導(dǎo)的ΔS。見(jiàn)圖T1T2Q不可逆過(guò)程，分開計(jì)算。高四.負(fù)熵?zé)峒耪f(shuō)1.負(fù)熵：生命系統(tǒng)的熵變單細(xì)胞→多細(xì)胞，由無(wú)序→有序，即生命系統(tǒng)的熱力學(xué)過(guò)程熵在減少。與熵增原理是否矛盾？生命系統(tǒng)為開放系統(tǒng)，其熵變?yōu)椋?/p>

ds=dis+desdis——系統(tǒng)內(nèi)不可逆過(guò)程的熵變，稱為熵產(chǎn)生。des——系統(tǒng)與外界交換能量、質(zhì)量引起的熵變，稱為熵流。孤立系統(tǒng)：des=0ds=dis

＞0——熵增原理開放系統(tǒng)：des≠0若des＜0且ldesl＞dis則：ds

＜0即由無(wú)序→有序

des

＜0稱為負(fù)熵。42感謝你的觀看2019年8月25四.負(fù)熵?zé)峒耪f(shuō)42感謝你的觀看2019年8月25自組織現(xiàn)象：經(jīng)典熱力學(xué)指出，在孤立系中，即使初始存在某種有序或差別，隨著時(shí)間的推移，由于不可逆過(guò)程的進(jìn)行，這種有序?qū)⒈黄茐?，任何的差別將逐漸消失，有序狀態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)樽顭o(wú)序的狀態(tài)——平衡態(tài)，此時(shí)的熵達(dá)到最大。熱力學(xué)第二定律又保證了這種最無(wú)序的狀態(tài)的穩(wěn)定性，它再也不能自發(fā)的逆向轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻臓顟B(tài)了。對(duì)封閉系統(tǒng)，例如某恒溫定體的系統(tǒng)，平衡態(tài)時(shí)自由能最小

F=U－TS

在低溫情況下內(nèi)能的貢獻(xiàn)可能成為主要因素，當(dāng)溫度下降時(shí)，由分子排列的某種有序化引起的內(nèi)能的下降對(duì)自由能的貢獻(xiàn)，有可能超過(guò)由熵下降而造成的自由能的增加，于是系統(tǒng)有可能處于一種低內(nèi)能低熵的某種相對(duì)有序狀態(tài)，但無(wú)論有序無(wú)序其出現(xiàn)的概率都是最大的。這是平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)理論的基本假設(shè)——等概率假設(shè)決定的。43感謝你的觀看2019年8月25自組織現(xiàn)象：43感謝你的觀看2019年8月25

按照上述觀點(diǎn)解釋液體和固體中有序結(jié)構(gòu)的形成的理論稱為波爾茲曼有序原理。低溫下在液體和固體中出現(xiàn)的這種有序結(jié)構(gòu)稱為平衡結(jié)構(gòu)。波爾茲曼有序原理無(wú)法解釋生物中的有序現(xiàn)象。自然界中約有20種不同的基本氨基酸，若按等概率觀點(diǎn)，那么形成某種特定的氨基酸殘基排列方式的蛋白質(zhì)分子的概率是極小的。例如一個(gè)具有100個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)分子，20個(gè)不同種類的氨基酸殘基可有10130種排列方式，若按等概率觀點(diǎn)，要想得到某種特定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子的概率為10-130，不可能出現(xiàn)。假設(shè)蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的排列方式可以自動(dòng)調(diào)整，每秒可以變換106次排列方式，也要等待10124S，地球的年齡為1017S，與實(shí)際情況不符。44感謝你的觀看2019年8月25按照上述觀點(diǎn)解釋液體和固體中有序結(jié)構(gòu)的形成的理論稱為

實(shí)際上，在生命過(guò)程中，從分子和細(xì)胞到有機(jī)個(gè)體和群體的不同水平上，無(wú)論在空間上還是在時(shí)間上都呈現(xiàn)出了有序現(xiàn)象。概括起來(lái)，一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部由無(wú)序自發(fā)變?yōu)橛行?，使其中大量分子或單元按一定?guī)律運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，稱為自組織現(xiàn)象。按照達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)及社會(huì)學(xué)家關(guān)于人類社會(huì)進(jìn)化學(xué)說(shuō)，發(fā)展過(guò)程總是趨于種類繁多，結(jié)構(gòu)和功能變的復(fù)雜，生物體系和社會(huì)體系趨于更加有序更加有組織，而不是象經(jīng)典熱力學(xué)對(duì)于孤立體系所描述的那樣，總是趨于平衡或無(wú)序。人們?cè)?jīng)把這種不一致解釋為，生命現(xiàn)象與非生命現(xiàn)象由不同規(guī)律支配。45感謝你的觀看2019年8月25實(shí)際上，在生命過(guò)程中，從分子和細(xì)胞到有機(jī)個(gè)體和群體的

無(wú)生命世界中的自組織現(xiàn)象：天空中的云會(huì)排列成整齊的魚鱗狀（細(xì)胞云）或帶狀間隔排列（云街），高空中的水蒸汽凝結(jié)會(huì)形成非常有規(guī)則的六角形雪花，火山巖漿形成的花崗巖中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)非常有規(guī)則的環(huán)狀或帶狀結(jié)構(gòu)。激光的發(fā)明生命世界中與無(wú)生命世界中的自組織現(xiàn)象促使人們認(rèn)識(shí)到，這兩個(gè)世界在這方面遵循相同的規(guī)律。耗散結(jié)構(gòu)與非平衡態(tài)熱力學(xué)自組織現(xiàn)象說(shuō)明，系統(tǒng)在外界持續(xù)的作用下，被驅(qū)使到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，當(dāng)外界作用超過(guò)一定的臨界值時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)將發(fā)生突變，從而進(jìn)入一種空間或時(shí)間有序狀態(tài)。由于這種有序的結(jié)構(gòu)是靠不斷消耗外界的能量和物質(zhì)的條件形成和維持的，