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第五节热力学第二定律的微观解释开始时，4个分子都在A部，抽出隔板后分子将向B部扩散并在整个容器内无规则运动。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下图所示：AB一个被隔板分为A、B相等两部分的容器，装有4个涂以不同颜色分子以气体自由膨胀为例下面从统计观点探讨过程的不可逆性微观意义，并由此深入认识第二定律的本质左边一列的各种分布仅指出A、B两边各有几个分子，代表的是系统可能的宏观态中间各列是详细的分布，具体指明了这个或那个分子各处于A或B哪一边，代表的是系统的任意一个微观态分布（宏观态）详细分布（微观态）分布（宏观态）详细分布（微观态）146414个分子在容器中的分布对应5种宏观态分布（宏观态）详细分布（微观态）一种宏观态对应若干种微观态不同的宏观态对应的微观态数不同均匀分布对应的微观态个数最多全部退回某一室即极端不均匀对应的微观态个数最少一.有序和无序:1)有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序2)无序：不符合某种确定规则的称为无序3)无序意味着各处都一样、平均、没有差别，有序则相反4)有序和无序是相对的二.宏观态和微观态:1)宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态2)微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态3)系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无序对于一个热力学系统，如果处于非平衡态，我们认为它处于有序的状态，如果处于平衡态，我们认为它处于无序的状态微观态共有24=16种可能的方式在一定的宏观条件下，各种可能的宏观态中哪一种是实际所观测到的？三.热力学第二定律的统计意义:AB３.热力学几率：与同一宏观态相应的微观态数称为热力学几率记为１.等概率原理：对于孤立系，各种微观态出现的可能性（或概率）是相等的２.各种宏观态不是等概率的.那种宏观态包含的微观态数多，这种宏观态出现的可能性就大在上例中，均匀分布这种宏观态，相应的微观态最多，热力学几率最大，实际观测到这种宏观态可能性或几率最大４.实际观测到的总是均匀分布这种宏观态.即系统最后所达到的平衡态对于一个1023个分子组成的宏观系统来说，均匀分布这种宏观态的热力学几率几乎或实际上为100%一般来说，若有N个分子，则共2N种可能方式，而N个分子全部退回到A部的几率1/2N.对于真实理想气体系统分子数为N（1023/mol），这些分子全部退回到A部的几率为，此数值极小接近零，意味着此事件永远不会发生.从任何实际操作的意义上说，此类事件不可能发生231021AB自然过程总是向着使系统热力学几率增大的方向进行微观状态数最大的平衡态是最混乱、最无序的状态一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行这就是热力学第二定律的微观意义６.热力学第二定律的统计表述：孤立系统内部所发生的过程总是从包含微观态数少的宏观态向包含微观态数多的宏观态过渡，从热力学几率小的状态向热力学几率大的状态过渡５.平衡态相应于一定宏观条件下热力学几率最大的状态对整个宇宙不适用如布朗运动1）适用于宏观过程,对微观过程不适用，2）适用于孤立系统，７.热力学第二定律的适用范围:四.熵与熵增加原理:“熵”是什么？“熵”是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语，他用熵来表示任何一种能量在空间分布的均匀程度.能量分布得越均匀，熵就越大.如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么这个系统的熵就达到最大值1.简单的说，“熵”就是微观粒子的无序程度、能量差别的消除程度比如，把一块冰糖放入水中，结果整杯水都甜了.这就是说，糖分子的运动扩展到了整杯水中，它们的运动变得更加无序了对于一个封闭的系统，能量差也总是倾向于消除的比如，有水位差的两个水库，如果把它们连接起来，那么，重力就会使一个水库的水面降低，而使另一个水库的水面升高，直到两个水库的水面均等，势能取平为止可爱的熵熵的增加表示宇宙物质的日益混乱和无序，是无效能量的总和.熵本身既不是好事,也不是坏事；它意味着腐败和混乱，但它同时也意味着生命本身的展开──不论是有机的，还是无机的生命热力学第一定律说明能量是守恒的、不灭的，只能从一种形式转变到另一种形式热力学第二定律（熵定律）却表明：能量不可逆转地沿着一个方向转化，即对人类来说是可利用的变为不可利用的状态2.熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定.从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度S=KlnΩ一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的.在自然过程中，系统的熵是增加的在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的，叫做熵增加原理.对于其它情况，系统的熵可能增加，也可能减小一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展物理学家们认为，熵定律是物质世界的最终定律，人类参与的每一项物质活动都受到热力学第一、第二定律的严密制约但是，他们又认为熵定律只涉及物质世界，只控制时空的横向世界，人类的精神世界并不受熵定律的专制统治！人类精神的无限发展，是不可抗拒的熵增大长河中的一条逆流之舟！