余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性;该过程δQ≡T·dS;δWv≡-p·dV

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熵增原理的认识误区

已有 3370 次阅读 2022-1-25 17:30 |系统分类:教学心得

       经典热力学通常只研究封闭系统内发生热力学过程的自发性,为有效应用熵增原理[1],必须将封闭系统与其环境构成一新的隔离系统,则:  dSIso=dSClo+dSsur         (1)

       式(1)中dSIso代表隔离系统熵变,dSClo代表封闭系统熵变,dSsur代表封闭系统环境的熵变.

       由熵增原理可知:

       ①dSIso  〉0,则封闭系统过程自发;

       ②dSIso〈0, 则封闭系统过程非自发;

       ③dSIso =0,则封闭系统过程平衡.

       本文拟提出上述推演过程存在的热力学逻辑缺陷.

   1. 隔离系统与热传递

       隔离系统也称孤立系统,是指系统与环境之间既不存在物质交换,也不存在能量(热量及功)交换.

      平衡态热力学[2]认为热量是系统状态改变时,用于改变系统无序(混乱)度的(系统与环境之间的)能量传递形式,记为:δQT·dS.

       由上可知:只要某热力学过程系统的规定熵发生改变,即:dS≠0,则系统与环境之间一定存在热量交换,该系统也一定不是隔离系统.

    2. 熵增原理的认识误区

      由熵增原理可知“dSIso  〉0,封闭系统过程自发”. 此时:T·dSIso≠0.

     “T·dSIso”是热量吗?

        如果是?这部分能量去哪里了?

        此时封闭系统与其环境构成的系统,还是隔离系统吗?

        熵增原理还成立吗?

       通常认为热力学是一门结构相对严谨的学科,在目前对热量、功等基本热力学概念尚存争议的前提下,热力学的大厦已经构建了起来,难免会出现一些问题.

     3.结论

      热力学仍是一门方兴未艾的学科,希望能有更多的研究与关注。

参考文献

[1]天津大学物理化学教研室编. 刘俊吉,周亚平,李松林修订.物理化学,第五版/上册.北京:高等教育出版社, 2009,5:108. 

[2]余高奇. 热力学第一定律研究. http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.科学网博客,2021,8 .



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