七十一斥废、熵
最高定律
在等勢(shì)面上,熵增原理反映了非熱能與熱能之間的轉(zhuǎn)換具有方向性给郊,即非熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苄士梢?00%,而熱能轉(zhuǎn)變成非熱能時(shí)效率則小于100%(轉(zhuǎn)換效率與溫差成正比),這種規(guī)律制約著自然界能源的演變方向牡肉,對(duì)人類生產(chǎn)、生活影響巨大丑罪;在重力場(chǎng)中荚板,熱流方向由體系的勢(shì)焓(勢(shì)能+焓)差決定凤壁,即熱量自動(dòng)地從高勢(shì)焓區(qū)傳導(dǎo)至低勢(shì)焓區(qū)吩屹,當(dāng)出現(xiàn)高勢(shì)焓區(qū)低溫和低勢(shì)焓區(qū)高溫時(shí),熱量自動(dòng)地從低溫區(qū)傳導(dǎo)至高溫區(qū)拧抖,且不需付出其它代價(jià)煤搜,即絕對(duì)熵減過程。顯然熵所描述的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律比能量守恒定律更重要唧席,通俗地講:熵定律是"老板"擦盾,決定著企業(yè)的發(fā)展方向,而能量守恒定律是"出納",負(fù)責(zé)收支平衡淌哟,所以說熵定律是自然界的最高定律迹卢。
分熵的特點(diǎn)
熵概念源于卡諾熱機(jī)循環(huán)效率的研究,是以熱溫商的形式而問世的徒仓,當(dāng)計(jì)算某體系發(fā)生狀態(tài)變化所引起的熵變總離不開兩點(diǎn)腐碱,一是可逆過程;二是熱量的得失掉弛,故總熵概念擺脫不了熱溫商這個(gè)原始外衣症见。當(dāng)用狀態(tài)數(shù)來認(rèn)識(shí)熵的本質(zhì)時(shí),我們通過研究發(fā)現(xiàn)殃饿,理想氣體體系的總微觀狀態(tài)數(shù)受宏觀的體積谋作、溫度參數(shù)的控制,進(jìn)而得到體系的總熵等于體積熵與溫度熵之和(見有關(guān)文章)乎芳,用分熵概念考察體系的熵變化遵蚜,不必設(shè)計(jì)什么可逆路徑,概念直觀奈惑、計(jì)算方便(已被部分專家認(rèn)可),因而有利于教和學(xué)吭净。
熵流
熵流是普里戈津在研究熱力學(xué)開放系統(tǒng)時(shí)首次提出的概念(普里戈津是比利時(shí)科學(xué)家,因?qū)崃W(xué)理論有所發(fā)展携取,獲得1977年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng))攒钳,普氏的熵流概念是指系統(tǒng)與外界交換的物質(zhì)流及能量流。我們認(rèn)為這個(gè)定義不太精辟雷滋,這應(yīng)從熵的本質(zhì)來認(rèn)識(shí)它不撑,不錯(cuò)物質(zhì)流一定是熵的載體文兢,而能量流則不一定,能量可分熱能和非熱能[如電能焕檬、機(jī)械能姆坚、光能(不是熱輻射)],當(dāng)某絕熱系統(tǒng)與外界交換非熱能(發(fā)生可逆變化)時(shí)实愚,如通電導(dǎo)線(超導(dǎo)材料)經(jīng)過絕熱系統(tǒng)內(nèi)兼呵,對(duì)體系內(nèi)熵沒有影響,準(zhǔn)確地說能量流中只有熱能流(含熱輻射)能引人熵流(對(duì)非絕熱系統(tǒng))腊敲。對(duì)于實(shí)際情形击喂,非熱能作用于系統(tǒng)發(fā)生的多是不可逆過程,會(huì)有熱效應(yīng)產(chǎn)生碰辅,這時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)熵增加懂昂,這只能叫(有原因的)熵產(chǎn)生,而不能叫熵流的流入没宾,因能量流不等于熵流凌彬,所以不論什么形式的非熱能流都不能叫熵流,更不能籠統(tǒng)地把能量流稱為熵流循衰。