熵和热力学第二定律的数学表达式

熵是描述热力学第二定律的一个重要物理量,也是热力学中较难理解的一个量,初学者常常感到它抽象难懂。近年来,不少同志在教学中对此进行过一些探讨,本文试图引入“熵流”和“熵产生”来进一步阐明熵的概念、性质以及热力学第二定律的数学表达式。     

温度、内能和熵是体系的某种性质

热力学第一、第二定律继热力学第零定律后,引进了“内能”及“熵”这两个物理量。从原则上讲人们至此仅借用“温度”、“内能”和“熵”这三个物理量就应该能解决所有热力学问题。因此,深刻地领会“温度”、“内能”和“熵”这些物理量是热力学这门课程教与学的关键所在。几乎所有的关于热力学和化学热力学的教材中,全有专门章节介绍“温度”、“内能”     

无处不在的"熵"

新制订的《普通高中物理课程标准》在“热现象与规律”的内容中提出“通过自然界中热传导的方向性等事例,初步了解热力学第二定律,初步了解熵是描述系统无序程度的物理量”,将热力学第二定律以及熵的概念首次引入高中物理课堂.本文就谈谈与我们的生活息息相关的熵. 1 熵、熵增加原理 熵这个概念源于热力学.在热力学系统中,有许多     

一本有特色的工程热力学教材

西安交通大学刘桂玉等编写的《工程热力学》,已由高等教育出版社出版。该书主要依据《高等工业学校工程热力学课程基本要求》编写的,其体系编排有利于教学,例如突破了热力学第二定律的经典体系,提出非作功能的概念并用其定义熵,从而清晰地阐明了抽象、难懂的能量贬值、熵、熵产、熵流的物理本质,便于教和学。和国内、外同类教材相比,该书是一本很有特色的工程热力学教学用书。现扼要介绍该书的主要特     

关于熵增加原理的教学探讨

熵是大学物理中一个重要又难于理解的物理量，熵增加原理是一条普遍适用的定理，它不仅在物理教学中，而且在热工学、信息论、概率论等学科中都有广泛应用，因此如何讲授与理解它，是物理教学中的一个重要环节。一、从热二律出发引出态函数熵热力学第二定律是判定自然界一切不可逆过程进行方向的根据，但它的叙述可以是多种多样的。例如热量由高温物体自发地传递到低温物体是不可逆的，功能自发地完全变为热是不可逆的，而自然界的不可逆过程是无穷多的，诸如两种气体可以自发混合，而又不会自发分离，体积V的气体可以自由膨胀到体积2V，而…     

热力学第二定律教学中的几个疑难问题

热力学第一定律（能量守恒原理）和热力学第二定律（熵增加原理）是热力学中的两个最基本的定律,内能和熵则是与这两个定律相联系的重要物理量.德国物理学家埃姆登说过：“在自然过程的庞大工厂里,熵的原理起着经理的作用,因为它规定整个企业的经营方式和方法;而能的原理仅仅充当了簿记员,平衡着贷方和借方.”     

对不同版本高中课标教材关于“熵”内容的比较

“热力学定律与能量守恒”是高中物理《课程标准》中选修模块33内容的二级主题，是分子物理学和热学的重要内容．在介绍熵的概念时，它的要求是： 通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律，初步了解熵是反映系统无序程度的物理量．     

熵的延拓

热力学第二定律在上一世纪中期建立距今约一百四十年,这个定律指出了孤立的热力学系统内部发生的过程进行的方向和限度,1854年,克劳修斯第一次引入了作为状态函数的“熵”的概念,使热力学第二定律获得了数学表达形式,把判断形形色色的与热有关的不可逆过程的自发方向定量地归结为熵函数的增加,而熵达到极大值为过程进行的限度,、     

论熵概念的宏观物理意义

熵是物理学中一个非常重要的概念，因此，《物理课程标准》也引入了熵的内容，要求学生“通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律．初步了解熵是反映系统无序程度的物理量．”《物理课程标准》给出的熵概念的定义是宏观熵还是微观熵呢？     

对不同版本高中课标关于“熵”内容的比较

一、《课程标准》对“熵”的内容的要求“热力学定律与能量守恒”是高中物理《课程标准》中选修模块3-3内容的二级主题,是分子物理学和热学的重要内容.在介绍熵的概念时,它的要求是:通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律,初步了解熵是反映系统无序程度的物理量.表1 四种版本新教材中“熵”内容的比较     

熵增加原理

现行高中物理教材增加了热力学第一定律和热力学第二定律 ,这是热学中最基本的两条定律 ,前者是能量的定律 ,后者则是熵的法则 .相对于“能量” ,“熵”的概念比较抽象 .但随着科学的发展 ,“熵”的意义愈来愈重要 .本文从简述热力学第二定律的建立过程着手 ,从各个侧面讨论“熵”的物理本质、科学内涵 ,以加深对它的理解 .“熵”是德国物理学家克劳修斯在 1 865年创造的一个物理学名词 ,其德语为entropie ,简单地说 ,熵表示了热量与温度的比值 ,具有商的意义 .1 92 3年 5月 2 5日 ,普朗克在南京的东南大学作“热力学第二定律及熵之观念”的…     

熵及其意义的拓展

熵是一个与一般物理量不同的特殊的物理概念,它对热力学及现代科学的发展具有至关重要的意义。本文就熵的物理意义,以及熵与信息的联系作了一定的讨论,并介绍了今天热物理学的发展及其广泛应用。     

熵、耗散结构与生命科学

一、熵增加原理 热力学第二定律是有关过程进行方向的规律,它指出,一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。而直接反映热力学第二定律的是态函数熵,其数学表达式是熵增加原理: 对于微元过程 ds≥0; 对于有限过程 Δs≥0. 式中不等号指不可逆过程(自发过程),等号指可逆过程(平衡过程)。其物理意义是:孤立系统内一切自发的不可逆过程总是朝着熵增加的方向进行的,若发生可逆过程,则熵的数值不变。     

对热力学第二定律数学表达式的几点微探

热力学第二定律有卡尔文和克劳修斯两种表述法。在引入熵的概念之后，又导出热力学第二定律的数学表达式Tds≥δQ。本文试图对该式中各物理量作几点微探，从而加深对该式的理解。     

统计物理中熵的定义

本文在阐明统计物理熵的定义的基础上,采用了一种便于接受的数学推理证明统计物理中定义的熵与热力学中定义的熵是同一个物理量.     

谈谈对热力学第二定律的理解

现行高中物理教科书把热力学第二定律引进了高中物理(见人民教育出版社出版的普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3-3)。《物理》选修3-3从介绍自发过程不可逆性的具体事例出发,给出了热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述,接着在给出第二定律微观解释的基础上,从有序和无序的角度引进了熵的概念,并把熵定义为S=     

熵概念的进一步深化

当熵的概念登上物理殿堂,热力学第二定律有了定量的表述,然而熵的概念还需要进一步深化、拓宽,因为随着时代的发展,人们越来越多地把熵和无效能量、混乱、信息、生命联系在了一起.     

“鸡蛋落地”实验比赛的启示

高一物理教材第三章第四节"动量",虽然没有给出"动量定理"的内容和对"动量"这个物理量的重要性作进一步的阐述.却从学过的牛顿第二定律出发,对"动量和牛顿第二定律"的关系进行了推导说明,给出了牛顿第二定律的又一种表述形式.即:     

有关熵和熵增大混乱度增大的问题

有关熵和熵增大混乱度增大的问题沈若范熵在热力学中是比较难理解的概念。熵增大原理许多人无法使之与实验联系，常常觉得自然界许多现象与热力学第二定律不相符合。如晶体从溶液中析出，对溶液这一体系来说这种变化是自发的。但为什么熵反而减小？在教学小常常碰到学生提...     

热力学第一定律的教学探讨

热力学第一定律是热学、工程热力学、大学化学等课程中非常重要的内容,针对学生对热力学第一定律掌握困难的问题,本文提出了一种有效确定该定律中物理量正负号及其数值正负号的方法,并对该方法的运用进行了详细阐述。通过课堂教学实践,学生对该定律的掌握和理解得到了很大提升,起到了很好的教学效果。