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; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

博文

热力学的自发性与逻辑学的必要条件

已有 1719 次阅读 2023-4-12 13:38 |系统分类:教学心得

       本文拟探究热力学的自发性与逻辑学的必要条件的内在关联,供参考.

  1. 热力学的自发性

     热力学自发性探讨的是热力学过程发生的一种可能性. 相同条件下,如果热力学过程自发,表示该过程可

能发生;如果热力学过程非自发,则表示该过程一定不能发生.

       迄今为止,热力学过程的自发性仅类似一种经验推断,无法从理论上给出严格的证明.

   1.1 热力学平衡态与准静态过程

       经典热力学也称平衡态热力学,它将系统的状态规定为热力学平衡态,并将所有热力学过程均规定为准静

态过程.

    1.1.1 热力学平衡态

       热力学平衡态是指系统的热力学性质确定且单值(与时间及环境无关). 热力学平衡态必须同时满足热平

衡、力平衡、相平衡及化学平衡.

       热平衡是指系统温度确定且单值,系统不同区域间不存在热量的交换.

       力平衡是指系统压强单值且均匀,系统所处空间坐标不会发生变化.

       相平衡是指系统各相组成及质量恒定,系统内部不发生宏观的相转移.

       化学平衡是指系统内所有物质的物质的量及组成恒定,内部没有宏观的化学反应发生.

    1.1.2 准静态过程

       为方便获取热力学过程的功与热值,同时为了将数学微积分原理应用于热力学过程,平衡态热力学规定所

有的热力学过程均为准静态过程.

       准静态过程是指系统在过程任意瞬间均无限小的偏离平衡,并随时可恢复平衡;客观要求准静态过程必须

推动力无限小(或热力学过程阻力为0);同时要求准静态过程必须无限缓慢,数学上连续、无间断、可积可

微.

       对于热力学元熵过程[1]: δQT·dS;δWV≡-p·dV.

        备注:元熵过程是特殊类型的准静态过程.

       需明确准静态过程是一种理想化过程,它要求热力学过程的阻力为0(推动力亦为0),客观并不存在.

       由于真实热力学过程的阻力通常大于0, 因此A→B准静态过程发生,并不意味着A→B真实热力学过程就一

定会发生.

   2.逻辑学的必要条件

       必要条件是一种特殊类型的逻辑关系。它是指如果没有A,则必然没有B;如果有A,则未必一定有B,则A

称B的必要条件.

      由上可知:热力学过程的自发性与逻辑学的必要条件内涵完全一致.

      热力学过程自发,仅表明该过程可能真实发生;热力学过程非自发,则表明该热力学过程一定不可能真实

发生.

   3. 结论

      ⑴ 由于真实热力学过程的阻力通常大于0, 因此A→B准静态过程发生,并不意味着A→B真实热力学过程就

一定会发生;

      ⑵热力学过程的自发性与逻辑学的必要条件内涵一致.

参考文献

[1]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.

      



https://blog.sciencenet.cn/blog-3474471-1383955.html

上一篇:胶体的光学性质——丁达尔效应介绍
下一篇:一道典型动力学速率方程推导题目解析
收藏 IP: 27.19.8.*| 热度|

1 郑永军

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (1 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-12-25 15:53

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部