熵的物理意义

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教育学堂777
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熵的物理意义:体系混乱程度的度量。

熵S是状态函数,具有加和(容量)性质,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。

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。

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。

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。

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