§7-7热力学第二定律的统计意义 第七章 热力学第二定律的微观意义 系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的 变化 功变热过程、热传递过程、气体自由膨胀过程 大量分子从无序程度较小(或有序)的运动状 态向无序程度大(或无序)的运动状态转化 热力学第二定律的微观意义 切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第1页
§7-7 热力学第二定律的统计意义 第七章 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第1页 热力学第二定律的微观意义 系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的 变化 功变热过程、热传递过程、气体自由膨胀过程 大量分子从无序程度较小（或有序）的运动状 态向无序程度大（或无序）的运动状态转化 热力学第二定律的微观意义 一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行
§7-7热力学第二定律的统计意义 第七章 热力学第二定律说明热现象的实际宏观过程都是不可逆的。 这种不可逆性是分子的微观统计行为的一种表现。 以气体的自由膨胀为例 取消隔板,气体自由膨胀 孤立容器用隔板等分成B两格每一个分子有两种可能的 等概率微观分布状态(在A或 B) n=2 ○AO隔 四个可区分的分子出现 板B 在A、B两半的可能分布方 式,即系统的微观分布状态 总数目是各分子微观态数目 的乘积 n·nn A中:四个理想气体分子M= 微观上可区分,宏观上不可区分。 即n=22=1 B中:真空 具体分析如下: 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第2页
§7-7 热力学第二定律的统计意义 第七章 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第2页 热力学第二定律说明热现象的实际宏观过程都是不可逆的。 这种不可逆性是分子的微观统计行为的一种表现。 取消隔板，气体自由膨胀 每一个分子有两种可能的 等概率微观分布状态（在A或 B） 以气体的自由膨胀为例 隔 板 孤立容器用隔板等分成 两格 真空 中：四个理想气体分子 微观上可区分，宏观上不可区分。 中： 四个可区分的分子出现 在A、B两半的可能分布方 式，即系统的微观分布状态 总数目是各分子微观态数目 的乘积 具体分析如下： 即
§7-7热力学第二定律的统计意义 第七章 个宏态府应的宏理态 微密杰数出现概率 B B /16 4/16 /16 4/16 116 共16种微观态 5种宏观态 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第3页
§7-7 热力学第二定律的统计意义 第七章 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第3页 A B A B 6 1 4 4 1 1/16 4/16 4/16 1/16 6/16 共 16 种微观态 5 种宏观态
§7-7热力学第二定律的统计意义 第七章 产“在2分二个常态的 四个分子都集中到A(或B)的 B B 数反那种宏观态出现的概率最小 ●●●●: 116 实际热现象中的分子数很大 /16 lmol气体中=602×1023个, 这些分子都自动集中到A(或B) 6/16 的概率只有 4/16n 3602X1033 2X10 10 ●●●● ●● 1/16 共16种微观态5种宏观态 有人计算过,概率这样小的事件 自宇宙存在以来都不会出现。 一个微你数称为接宏孔燕力学豆 某浓出现的P=旦/n 气体自由膨胀的不可逆性,从统计观点解释就是一个不受 外界影响的理想气体系统,其内部所发生的过程总是向着 P大(或旦大)的方向进行的 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第4页
§7-7 热力学第二定律的统计意义 第七章 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第4页 气体自由膨胀的不可逆性，从统计观点解释就是一个不受 外界影响的理想气体系统，其内部所发生的过程总是向着 大（或 大）的方向进行的。 四个分子都集中到A（或B）的 那种宏观态出现的概率最小。 实际热现象中的分子数 很大 1mol气体中 6.02 1023 个， 这些分子都自动集中到A（或B） 的概率只有 6.02 10 23 10 2 10 23 有人计算过，概率这样小的事件 自宇宙存在以来都不会出现。 A B A B 6 1 4 4 1 1/16 4/16 4/16 1/16 6/16 共 16 种微观态 5 种宏观态
§7-7热力学第二定律的统计意义 第七章 对于热传导、功热转换等热现象实际宏观过程 的不可逆性,都可以用热力学概率的概念来解释 熟力学第二定律的统计意义: 一切孤立系统内部所发生的过程,总 是由概率小(包含微观态数目少)的宏观 态向概率大(包含微观态数目多)的宏观 态方向进行的。 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第5页
§7-7 热力学第二定律的统计意义 第七章 2021年2月25日星期四 中南林业科技大学理学院物理教研室 第5页 对于热传导、功热转换等热现象实际宏观过程 的不可逆性，都可以用热力学概率的概念来解释。 一切孤立系统内部所发生的过程，总 是由概率小（包含微观态数目少）的宏观 态向概率大（包含微观态数目多）的宏观 态方向进行的