“通过严密的数学推导,他得出第二定律的另一种表述形式:dsdqt。”
“即,从熵的角度看,所有自的热力学过程,都是不可逆的。”
“什么是可逆和不可逆呢?”
“如果一个系统从状态a出,经过一个过程b,最后变成状态c。”
“这时,如果存在另一个过程b+,它能使得系统从状态c变回状态a,并且消除其它一切影响。”
“那么,我们就能说b是可逆过程。”
“否则,b就是不可逆过程。”
“按照克劳修斯的公式,大量粒子组成的热力学系统所经历的任何过程都是不可逆的。”
“举个刚刚说过的例子。”
“把一滴墨水滴入一杯清水中。”
“那么,你能在不产生其它任何影响的情况下,把墨水和清水分离吗?”
“显然,这是不可能的。”
“因为这是一个不可逆的过程。”
“有人说:不对,我有办法。”
“如果我有足够的能量和时间,能不能把墨水分子一个个找出来。”
“可惜,这是不行的,因为这耗费了能量,产生了其它影响。”
“类似的例子还有很多,比如破镜重圆等等。”
“克劳修斯提出的熵概念,极大地拓展了热力学的内涵。”
“它使得物理学家可以从另一个角度来思考热的传递过程。”
“紧接着,玻尔兹曼又从微观的角度重新定义了熵的该概念。”
“他认为熵是体系混乱程度的度量。”
“对于由大量气体分子组成的系统而言,熵就表示了系统内分子的混乱程度。”
“玻尔兹曼次将系统的熵和概率联系在一起,阐述了热力学第二定律的统计性质。”
“这就是大名鼎鼎的玻尔兹曼分布。”
“而玻尔兹曼分布的基础就是麦克斯韦曾提出的微观粒子度分布律。”
“在克劳修斯和玻尔兹曼的基础上,热力学第二定律有了新的称呼:熵增定律。”
“热量的传递和做功,统统转化为系统熵的变化。”
哗!
此刻众学生听的如痴如醉。
虽然他们都学习过热力学。
但从来没有像今天这样,一位大佬抽丝剥茧般给他们分析热力学四大定律的来龙去脉。
尤其是热力学第二定律,原来这么复杂!
此刻,李奇维继续说道:
“关于熵增定律的表述有很多种。”
“其中一个经典的版本为:一个孤立的热力学系统,它的熵永不减少。”
“所谓的孤立系统,是指与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。”
“可以说,熵增定律在诞生的开始,就受到了所有人的不喜和质疑。”
“因为如果它是正确的,那么就意味着我们的宇宙将走向热寂。”
“因为熵增定律的一个推论是系统达到平衡态时熵最大。”
“如果把宇宙看成一个孤立系统,那么它的结局就是达到混乱程度最大的状态。”
哗!
众人忽然感受到一种冰冷的寒意。
仿佛是有一条真理在暗中安排着所有人的命运。
“然而,就在这时,麦克斯韦站了出来!”
(本章完)