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谈谈热力学
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摘 要 介绍了热力学三个定律和非平衡态热力学的发展过程及其关系,并阐述了热力学定律和热力 学量的含义。 关键词 热力学 不可逆过程热力学 熵 化学是论述原子及其组合方式的科学。人们最初考察化学反应时,是把反应物放在一起,经 过加热等手段,然后分析得到些什么产物,后来根据原子分子假说,有了“当量”的概念, 建立了反应物与产物之间的一定联系。人们根据化学组分随条件的变化,发现了质量作用定 律,引伸出化学平衡常数。运用热力学定律,人们开始掌握从热力学函数去计算化学平衡常 数的方法,并且可以对化学反应的方向作出判断,诞生了化学热力学。 1 化学现象是由反应速率表征的,只有在非平衡条件下化学反应过程才会呈现出非零的反 应速率。因此,化学现象本身是一种非平衡现象。化学热力学应属于非平衡热力学(也即不 可逆过程热力学)的范畴。但是,传统热力学虽然从科学体系来看,的确是严谨而完美的; 严格来讲,整部经典热力学并不涉及“时间”和“空间”,它主要限于研究平衡态和可逆过 程,其主要原因是长期以来整个非平衡热力学缺乏一个较为令人满意的理论。现实世界发生 的变化却不可避免地涉及到时间上的演化和空间上的不均匀性,这种变化都是不可逆的。对 非平衡的不可逆过程,经典热力学仅仅提供了一个关于熵(或自由能)的不等式,要对非平衡 过程作定量描述,必须寻找适当的等式代替上述不等式。
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