1. 系统熵减少的过程不能实现的是错还是对
这个说法是错误的,这是题目是想让你混淆这个命题——[]封闭系统]的熵减少的过程是不能实现的,如果这么说就对了。
熵是指的系统的不稳定的状态,一种无序的程度。理论上,熵是不断增大的,也就是从有序趋于无序,从高能到低能一种过程。
你可以这么理解,你有一间房子,你不管它,它会越来越乱,这样熵就增大了,但是你整理后,就整齐了,熵就减少了,房子的熵减少,是因为你为之输入了额外的能量
熵,用来表示体系能量的平衡程度。能量分布越均衡,熵就越大。 封闭体系,只存在于理想之中,因此熵增加理论(即你说的不可减少)是无法被证明的,是抽象思维的产物。 所谓抽象产物,最简单的例子可参考伽利略推导惯性定律的理想实验。 可以参考生活经验。比如你把两个铁块,一冷一热相接触。然后将它们与外界完全隔绝,热量会从温度高的传递到温度低的,最终两铁块温度相等。其实这个理想实验就是结合生活经验,加入理想条件之后的理性分析产物。如果你某天发现了自然状态下,热量从温度低的铁块传递到了温度高的铁块中去,从而温度高的更高,低的更低,那么理论就被推翻了。 所以这个理论不能被证明,但是可以理解对不?它在被反例推翻之前,是可以被当做一种规律应用的。 封闭系统中的状态,总会朝着使系统最稳定趋近,此时能量最低,分布最均衡。根据熵的概念,封闭系统若自然发展,总会朝着熵最大值发展,而不会倒过来(减小)。 比如你在碗里放了个小球(地面),根据熵的定义,小球在碗底的时候,碗和小球组成的系统熵最大,比小球在碗边沿的时候(熵最小状态)更大。若小球初始位置在碗的边沿与碗底之间,那么它经过N次上下滚动之后,必然会停到碗底(即熵增大),而不是最终停在碗边沿(即熵减小)。
2. 熵究竟是个什么概念
克劳修斯得到热力学第二定律,就想到定量地把它表述出来。他认为热力学第一定律引入了“热功当量”概念,才使得热、机械、光、电、化学等各种能量形式可以相互作定量比较;热力学第二定律必须引入一个新的概念,才能对所有的转变形式作出定量的比较。他分析了一些具体的转变过程,找到了在一个可逆的循环过程中每一步吸收的热量和对应的绝对温度之比的总和等于零,即而对于不可逆的循环过程则有 于是可以定义一具新的量,它由系统所处的状态所决定,是系统状态的函数。克劳修斯开始把它叫做“转变当量”,后来他取转变的含义,从希腊文中造出entropy一词称呼它。中文译作“熵”,意指它是吸热与温度的商,且与火的动力有关。
引入熵概念之后,热力学第二定律则可表述为:在孤立系统内,任何变化不可能导致熵的总值减少,即dS≥0。如果变化的过程是可逆的,则dS=0;如果变化过程是不可逆的,则dS>0。热力学第二定律亦被称为熵恒增原理或熵定律。
这样,熵恒增原理就为热力学第二定律给出了一个定量的表述,它指明了过程进行的方向,在孤立系统内过程的进行,总是导致熵不可能减少,对于不可逆过程,熵总是增加的。这样,人们可以定量地计算系统状态的熵,从而定量地研究过程进行的方向了限度。需要指出,熵恒增原理并不是说一个局部系统可以造成熵减少,但是把它和其他部分合起来考虑,如果整个系统是孤立的,则根据熵定律,整个系统的总熵是恒增的,局部系统的熵减少,必然伴随着其他部分的熵有更大的增加。
三、熵概念的深化
熵概念登上物理殿堂,热力不第二定律有了定量的表述,这就允许对物理系统的热行为作数学分析,从而解决有关的科学问题和技术问题。不久在物理学的热分析、热化学的平衡理论以及工程技术中的热机理论等方面取得丰富的成果。然而熵的概念还需要进一步深化、拓宽,以利于在更广泛的范围里大展宏图。
1、熵恒增意味着能贬值
孤立系统中发生的任何实际过程,其能量的总值保持不变,而其熵值恒增。这意味着什么呢?让我们考虑一个具体问题。
一个孤立系统从一个非平衡态向平衡态过渡,其中发生的实际过程总是使熵值单调增大,到达平衡态时不可能再有任何变化,其熵值极大。当系统还处于非平衡态时,系统内部总存在着某种不均匀性,例如温度的不均匀性,这样就可以在温差之间利用一台卡诺热机产生机械功,同时有一部分热量从高温传递到低温,可产生的机械功与温差成正比。随着向平衡态过渡,高温处的热量不断传递到低温,系统各部的温差越来越小,可产生的机械功也就越来越小,即可资利用的能量越来越小。到达平衡态时,系统内部的温度均匀,这时系统内部虽然能量的总值维持不变,但再也不可能产生机械功了。这就表明在一切实际过程中能量的总值虽然保持不变,但其可资利用的程度随着熵的增加而降低了,能量越来越多地不能被用来做功了,能量的品质退化了,价值贬低了。
熵增加导致能量贬值,熵是能量转化为无效部分的度量,这就是热力学第二定律深刻提示的要点。热力学第一定律告诉我们,能量的总值是守恒的。它不可能被创造出来,它也不可能被消灭;热力学第二定律则进一步告诉我们,能量不可能是用之不竭的,在一个孤立系统中越来越多的能量成为无效的。虽然对于一个局部系统,我们可以使其中的熵减上,使得其中的能量恢复活力,变得有效起来,但它将是以周围环境中更多的能量变为无效作为代价,别无其他的途径。
2007-11-28 22:28 回复
3. 为什么封闭系统中熵不可减少仅仅是实验结论还是理论也支持的
熵,用来表示体系能量的平衡程度。能量分布越均衡,熵就越大。
封闭体系,只存在于理想之中,因此熵增加理论(即你说的不可减少)是无法被证明的,是抽象思维的产物。
所谓抽象产物,最简单的例子可参考伽利略推导惯性定律的理想实验。
可以参考生活经验。比如你把两个铁块,一冷一热相接触。然后将它们与外界完全隔绝,热量会从温度高的传递到温度低的,最终两铁块温度相等。其实这个理想实验就是结合生活经验,加入理想条件之后的理性分析产物。如果你某天发现了自然状态下,热量从温度低的铁块传递到了温度高的铁块中去,从而温度高的更高,低的更低,那么理论就被推翻了。
所以这个理论不能被证明,但是可以理解对不?它在被反例推翻之前,是可以被当做一种规律应用的。
封闭系统中的状态,总会朝着使系统最稳定趋近,此时能量最低,分布最均衡。根据熵的概念,封闭系统若自然发展,总会朝着熵最大值发展,而不会倒过来(减小)。
比如你在碗里放了个小球(地面),根据熵的定义,小球在碗底的时候,碗和小球组成的系统熵最大,比小球在碗边沿的时候(熵最小状态)更大。若小球初始位置在碗的边沿与碗底之间,那么它经过N次上下滚动之后,必然会停到碗底(即熵增大),而不是最终停在碗边沿(即熵减小)。
没看懂请追问。
4. 如果系统发生一个熵不变的过程,则该过程必定是可逆绝热的
熵的变化包括两个部分:一是系统和环境间发生热传导或质量输运,另一部分是由系统内不可逆的热力学过程产生的熵增。
如果上述两个部分都不发生,则熵不变。
对封闭系统,没有质量输运。
对绝热系统,没有热传导。
至此就可以导出结论:封闭系统的绝热可逆过程是等熵过程。
所以你的题目里面,光有绝热还不够,还得加上封闭系统和可逆过程两个条件。
5. 系统熵增原理成立的条件
在绝热条件下,只可能发生dS≥0 的过程,其中dS = 0 表示可逆过程;dS>0表示不可逆过程,dS<0 过程是不可能发生的。但可逆过程毕竟是一个理想过程。因此,在绝热条件下,一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大,直到达到平衡态。
6. 系统的熵越大表示系统越怎样
不是
物质的稳定性是由分子内部的化学键决定的,化学键的强弱就表示了它稳定与否,是对于分子个体而言的,而熵表示的是是类似于热运动这种状态,是把分子整个看作一个整体,与它内部结构、化学键强弱等几乎无关,所以二者无上述关系
7. 系统的总熵可能不变嘛
AB、由热力学第二定律可知,系统的熵只能增大,不可能减小或不变,故A、B错误;
CD、根据熵增原理可知,系统只能自发地从比较有序的状态向更无序的状态发展,故C正确,D错误;
故选:C
8. 生物系统是随机系统吗为什么可以用熵来描述生物系统的不确定性
为什么可以用熵来描述生物系统的不确定性
式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增过程中加入物质的热量,下标“可逆”表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。若过程是不可逆的,则dS>(dQ/T)不可逆。单位质量物质的熵称为比熵,记为S。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。
热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律,有下述表述方式:
①热量总是从高温物体传到低温物体,不可能作相反的传递而不引起其他的变化;
②功可以全部转化为热,但任何热机不能全部地,连续不断地把所接受的热量转变为功(即无法制造第二类永动机);
③在孤立系统中,实际发生过程,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加。热量dQ 由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增加的。
9. 为什么一个系统有序化会降低熵
一句话,系统和封闭系统是不一样的,熵和总熵是不一样的。
某个系统的熵当然可以降低,只要与他有联系的其他系统的熵增加,就不违背第二定律了。
另外我对原文是这样理解的:
分子有序化意味着熵减少。由于第二定律,熵必定是增加的,所以需要升高温度来抵消有序化所减少的熵。
所以整个过程就是有序化和温度上升的同时出现。这和能量守恒没关系。
10. 熵的性质有哪些
熵的性质有状态函数具有加和(容量)性质、绝对值不能由热力学第二定律确定以及熵是宏观量。
1、状态函数
熵S是状态函数,具有加和(容量)性质(即对于系统M可分为M1与M2,则有SM=SM1+SM2),是广度量非守恒量,因为其定义式中的热量与物质的量成正比,但确定的状态有确定量。其变化量ΔS只决定于体系的始终态而与过程可逆与否无关。
由于体系熵的变化值等于可逆过程热温商δQ/T之和,所以只能通过可逆过程求的体系的熵变。孤立体系的可逆变化或绝热可逆变化过程ΔS=0。
2、宏观量
熵是宏观量,是构成体系的大量微观离子集体表现出来的性质。它包括分子的平动、振动、转动、电子运动及核自旋运动所贡献的熵,谈论个别微观粒子的熵无意义。
3、绝对值
熵的绝对值不能由热力学第二定律确定。可根据量热数据由第三定律确定熵的绝对值,叫规定熵或量热法。还可由分子的微观结构数据用统计热力学的方法计算出熵的绝对值,叫统计熵或光谱熵。
(10)系统可以创造熵扩展阅读:
熵的应用:
熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律:在孤立系统中,体系与环境没有能量交换,体系总是自发地向混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。
摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加,所以说整个宇宙可以看作一个孤立系统,是朝着熵增加的方向演变的。
从一个自发进行的过程来考察:热量Q 由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增加的。