当前课程知识点：大学物理1 (力学、热学) > 期末考试 > 期末考试--期末考试Part3 > 11.12 熵增加原理及熵补偿原理*
同学好
这一节我们讲熵增加原理和熵补偿原理
前面我们讲 对于孤立系统所进行的自然过程
总是有序向无序过渡的 对吧
这是因为无序这个宏观状态所包含的
微观状态数目多
或者说它的热力学几率大
所以我们有这样一个结论就是
孤立系统总是沿着熵增加的方向进行
这其实就是熵增加原理
你比如说 我们所知道的很多宏观过程
比如说功热转换 热传递 气体绝热自由膨胀
这些过程统统都是沿着熵增加的方向进行的
那么对于孤立系统熵不可能永远增加对吧
熵达到最大了 我们就说它达到了平衡态
或者我们说这个系统达到平衡态的话
那么熵就达到最大了
可是有些情况下它不一定这样哦
你比如说有些系统它比较特殊
那么它的熵值相对于
它的某一个宏观参量的变化曲线可能是这样的
就是说 它在某个状态下它可能达到极大值
但它不是最大值
最大值呢在另一个位置上
我们说平衡态是熵值最大的那个状态对吧
所以它达到平衡的话它应该在这个位置
可是呢 假如说它出发位置在这个附近的话
它很有可能停留在这个极大值这个位置上
那么这种情况呢我们说这个状态啊
是亚稳态它不是平衡态
另一个比较有趣的话题呢就是关于生命
我们知道生命现象呢是熵减少的过程
这是不是和我们原来讲的熵增加原理相矛盾呢
其实不然
因为这里面还有一个熵补偿原理
比如说现在有一个小的系统
它跟这个外界连在一起的
所以我们有时候说
这个小系统呢是一个开放系统
这个开放的小系统它可能熵值减少
代价是什么呢
和它连接在一起的外界或者环境熵值要增大
而且这个增大呢要比你减少的要大
要保证你这系统整体的熵值不能减少
就是说对于这个总的系统来说
熵增加原理是不能被违背的
可是对于这个小系统来说呢
它可以是熵减少的
这就是熵补偿原理
也就是说这个小系统的熵减少
是以这个和它连接的环境的熵增加
作为代价的 作为补偿的
有的人会说这是因为有
负熵流从环境流入到这个开放系统
当然这种说法也是有道理的
关于这个开放系统熵值减少的这个方面呢
有一个很著名的研究是普利高津做的
他提出了一个耗散结构理论
也因此在1977年获得了诺贝尔化学奖
他这个理论说的是什么呢
对于一个系统如果它远离平衡态的话
它是一个开放系统啊
所以它有一个能量输入
这个时候呢这个系统会出现自组织现象
会出现有序的结构
也就是说这个系统呢熵值会减少
当然它这个熵减少呢
是以环境的熵增加作为代价的对吧
那么普利高津的这个理论呢
可能有助于我们进一步认识这个生命现象
还有一个关于熵比较有意思的一个理论
是信息熵理论
这是香农提出来的
那么这里面主要的意思是说
你信息越多这个状态越确定
所以熵值就减少了
这么一个理论
有兴趣的同学呢可以查阅有关资料
可以自己学习
好 这节内容就讲到这儿 谢谢
-绪论
--绪论
-质点动力学(一)
-质点动力学(二)
-本章作业
-牛顿三定律、常见力
-应用牛顿定律解题
-惯性力, 潮汐力
-本章作业
-动量, 冲量, 动量守恒
-质心与质心运动定理
-两体问题
-质点和质点系角动量,角动量守恒
-本章作业
-功和动能
-引力,保守力和势能
-势能曲线、功能原理和有心力场
-克尼希定理、质心系中的功能原理
-流体简介
-本章作业
-刚体定轴转动（一）--作业
-刚体定轴转动（二）
-本章作业
-简谐振动, 频谱, 非线性振动简介
-同振动方向振动合成
-不同振动方向振动合成
-本章作业
-简谐波
-惠更斯原理、机械波的半波损失
-波的叠加和干涉 驻波
-多普勒效应
-本章作业
-洛仑兹变换
-相对论速度合成
-相对论动力学基础
-本章作业
-宏观和微观
-温度
-麦克斯韦速率分布律
-本章作业
-玻耳兹曼分布律和平均自由程
-实际气体
-热力学第一定律
-本章作业
-循环过程
-热力学第二定律
-玻耳兹曼熵
-例题
-克劳修斯熵
-气-液-固相变
-本章作业
-期末考试--期末考试Part1
-期末考试--期末考试Part2
-期末考试--期末考试Part3
