10.5热力学第二定律的微观解释试卷.ppt

热力学第二定律的微观解释

有序:只要确定了某种规则,符合这个规则的就叫做有序.
无序:不符合某种确定规则的称为无序.
无序意味着各处都一样,平均、没有差别,有序则相反,有序和无序是相对的.
一、有序和无序宏观态和微观态

宏观态:符合某种规定、规则的状态,叫做热力学系统的宏观态。
微观态:在宏观状态下,符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态
系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说这个“宏观态”是比较无序的.
气体
真空
容器左右等体积,左部有气体,-----用分子左、右两部分的分配数目表示
系统微观态-----用分子处在某一部分的具体情况表示
假定容器中有4个分子的情况,分子是可识别的——微观态:
二、气体向真空的扩散
分布
(宏观态)
详细分布
(微观态)
抽出隔板后,4个分子在容器中可能的分布如图所示
1
6
4
1
4
0
1
2
3
4
5
6
4个粒子分布
左4 右0
左3 右1
左2 右2
左1 右3
左0 右4
假设所有的微观状态其出现的可能性是相同的
4粒子情况,总状态数16, 左4右0 和左0右4,几率各为1/16;
左3右1和左1右3 ,几率各为1/4; 左2右2, 几率为3/8.
容器中有6个分子, 在容器中的位置可能分布
N=1023 , 微观状态数目用Ω表示, 则
Ω
N/2
N
n(左侧粒子数)
n
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
热力学第二定律的微观解释:
,玻耳兹曼用一个新的状态函数——熵 S来
表示系统无序性的大小.
: S=klnΩ
其中k为玻耳兹曼常量,上式称为玻耳兹曼关系式或玻耳兹曼熵公式.
:系统内分子运动无序性的量度.
三、熵