熵增熵减定律
熵增原理正确的写法是熵增定律,是指孤立热力学系统的熵不减少,总是增大或者不变。也就是系统经绝热过程由一状态达到另一状态熵值不减少。熵增原理是适合热力学孤立体系的,能量守恒定律是描述自然界普遍适用的定律。在热力学中,熵是系统的状态函数,它的物理表达式为:S=∫dQ/T或ds=dQ/T。其中,S表示熵,Q表示热量,T表示温度。
该表达式的物理含义是:一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或耗散)的热量除以它的绝对温度。可以证明,只要有热量从系统内的高温物体流向低温物体,系统的熵就会增加:S=∫dQ1/T1+∫dQ2/T2。
假设dQ1是高温物体的热增量,T1是其绝对温度;dQ2是低温物体的热增量,T2是其绝对温度,则:dQ1=-dQ2,T1>T2,于是上式推演为:S=|Q2/T2|-|Q1/T1|大于0,这种熵增是一个自发的不可逆过程,而总熵变总是大于零。
在科学中有三个基本定律,即质量守恒定律,能量守恒定律和电荷守恒定律。质量、能量守恒定律在微观领域又被推广为质、能相关定律。质量守恒定律,能量守恒定律和质能相关定律在数学上表示为等式。而熵增定律则是不等式,即在孤立系中,熵增总是大于或等于零(△S≥0)。在这种等式与不等式的差别中,隐含着深刻的意义。
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