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热力学第二定理的运用
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【初中物理教科研论文】关键词 局域性 远程相互作用 摘要:本文叙述了热力学第二定理的孤立性和局域性要求,根据这个要求将热力学第二定理运用到存在远程相互作用的体系中,得到这个定理是不适用的,从而启发物理学家研究这个问题. 热力学第二定理有许多表述,根据我的学习体会,描述为;孤立体系的热运动总是向着熵增的方向发展,并达到熵极大,(稳定的平衡态) 热力学第二定理包含有两个内容:1、时间之箭的方向 2、时间之箭的目标 热力学第二定理对研究对象有个限制:孤立体系。下面的一个孤立体系,但是,热力学第二定理在运用上却存在问题: 桌面上有两杯水A B,水里悬浮有大量的电荷,外界对它们没有作用,可以把它们整体看作孤立体系,由热力学第二定理得,体系应该有一个稳定的平衡态。我们从部分看:比如A,它受到B的电作用,不能视为孤立体系,它有没有稳定态,就很成问题。同样B也是如此。同一研究对象,可能存在不同研究结果,只能说明理论对于这样的研究对象存在先天不足。 这一体系有没有稳定态,得有物理方程确定,物理方程应该包含热和电 1 、泊松方程 2 、波尔兹曼方程 p=A*exp(qu/kT) 求解方程是困难的,它是非线型的,从直觉上讲,有解的可能性小。 普朗克熵理论的研究 下面是熵和热力学几率的关系的推导:普郎克发现孤立体系的熵和热力学几率存在单调的变化,猜测熵和热力学几率存在如下关系: S=f(W) 设体系有独立的两部分, S---------体系总熵 S1-------1部分的熵 S2-------2部分的熵 W-------总几率 W1-----1部分的几率 W2-----2部分的几率 设S=S1+S2=f(W) S1=f(W1) S2=f(W2) W=W1*W2---------(1) 通过微积分运算,得到 S=k*In(W)------
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