2.7熵变的物理意义

A
B
AB
有序态 无序态（混乱度增加） 自发过程－－熵增加－－－混乱度增加
自发过程的方向是向着混乱度增加的方向进行，即熵值增加，直至 在该条件下最混乱的状态，其熵值达到最大。 混乱度减小即熵减小的过程非自发，此即自发过程不可逆的本质。 热功转换：热：分子混乱运动的表现 功：分子的有序运动 •功→热：混乱度增加，熵增加 •热→功：混乱度减小，熵减小 因此功可自发转变为热，但热不能自发转换为功。
二、熵与概率
统计热力学：把微观分子的行为与宏观热力学性质联系起来。 概率(p)：指某种事物出现的可能性。
微观状态 微观状态数
4 C4 1 3 C4 4
宏观状态
宏观状态数
概率p
1/16 3/16
40
31
16
3
3/16 4/16 1/16
2 C4 6
4 C4 1
abcd dab c cd a ab bcd
abc ab da b
d cd bc cda
bcd bc bd c
a da ac dab
cda ac d
b bd abc abcd
第七节 熵的物理意义
S k ln
一、 熵的物理意义
熵增加原理：孤立系统中自发过程的方向总是朝着熵增大的方 向进行，直到该条件下熵最大为止，孤立系统中熵永不减小。
S = SA + SB = f (A) f (B) = f (AB) = f ( )
统计热力学证明： S k ln
k 1.38 1023 J K -1
二、熵与概率
熵函数的物理意义: 它是大量粒子构成系统微观状态数的一种度量 系统的熵值小，表示所处状态的微观状态数小，混乱程度低； 系统的熵值大，表示所处状态微观状态数大，混乱程度高。 孤立系统中，从熵值小的状态（混乱程度小）向熵值大的状态 （混乱程度大）变化，直到在该条件下系统熵值最大的状态为止， 这就是自发变化方向和限度。 举例： 1.同一物质当温度升高，其混乱度增大，因此熵值增大。 2.同一物质对气，液，固三态比较，其混乱度递减，因此 S(g)>S(l)>S(s) 3.同一物质当压力降低，其混乱度增大，因此熵值增大。 4.两种气体扩散混合，其混乱度增大，因此熵值增大。
热力学几率 ：指某个宏观状态所对应的微观状态的个数。 越大，则该宏观状态出现的可能性也越大。
二、熵与概率
N 若N个球,集中在一侧的为 C N 1最小(有序)； N 2 两侧均匀分布的为 CN 最大(无序,热力学平衡态) 。
在孤立系统中，自发过程总是由热力学概率小的状态，向着热 力学概率较大的状态变化，直至热力学概率最大为止，系统就 达到平衡。 系统的热力学概率和系统的熵S有相同的变化方向，都趋向于 增加，系统的S与必定有某种函数关系： S = f ( ) 设一系统由A、B两部分组成，其热力学概率分别为A、B， 相应的熵为SA = f ( A )、SB = f (B )，