熵增熵減定律
熵增原理正確的寫法是熵增定律,是指孤立熱力學系統的熵不減少,總是增大或者不變。也就是系統經絕熱過程由一狀態達到另一狀態熵值不減少。熵增原理是適合熱力學孤立體系的,能量守恆定律是描述自然界普遍適用的定律。在熱力學中,熵是系統的狀態函數,它的物理表達式為:S=∫dQ/T或ds=dQ/T。其中,S表示熵,Q表示熱量,T表示温度。
該表達式的物理含義是:一個系統的熵等於該系統在一定過程中所吸收(或耗散)的熱量除以它的絕對温度。可以證明,只要有熱量從系統內的高温物體流向低温物體,系統的熵就會增加:S=∫dQ1/T1+∫dQ2/T2。
假設dQ1是高温物體的熱增量,T1是其絕對温度;dQ2是低温物體的熱增量,T2是其絕對温度,則:dQ1=-dQ2,T1>T2,於是上式推演為:S=|Q2/T2|-|Q1/T1|大於0,這種熵增是一個自發的不可逆過程,而總熵變總是大於零。
在科學中有三個基本定律,即質量守恆定律,能量守恆定律和電荷守恆定律。質量、能量守恆定律在微觀領域又被推廣為質、能相關定律。質量守恆定律,能量守恆定律和質能相關定律在數學上表示為等式。而熵增定律則是不等式,即在孤立系中,熵增總是大於或等於零(△S≥0)。在這種等式與不等式的差別中,隱含着深刻的意義。
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