发布网友 发布时间:2024-10-03 08:53
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热心网友 时间:2024-10-17 13:17
当涉及不可逆过程时,可以得出如下的关系:
对于任一小的不可逆变化,熵变(dS)与热温商(δQr/T)之间的关系满足:
dS - δQr/T > 0
这就是克劳修斯不等式,它揭示了一个隔离系统在经历不可逆过程后,熵增的特性。对于所有过程(无论可逆或不可逆),都有一个基本的判据:
dS - δQ/T ≥ 0
其中,不等号适用于不可逆过程,等号则适用于可逆过程。由于所有自发过程都包含不可逆成分,而可逆过程接近于平衡状态,所以这个不等式可以作为判断过程自发性的一个标准,即“熵判据”。
进一步来看绝热过程,其中热交换(δQ)为零,将此代入上述公式,我们得到:
在绝热过程中,系统的熵(dSj)变化满足:
dSj ≥ 0
这意味着绝热过程中,系统的熵不会减少。对于可逆绝热过程,熵保持不变(dSj = 0);而在不可逆绝热过程中,熵会增加(dSj > 0)。这就总结了“熵增原理”,它是热力学第二定律的数学表述,表明在孤立或绝热条件下,系统自发进行的过程总是朝着熵增的方向发展,直到达到最大熵值,即系统处于平衡状态。
热学量,反映了它所处状态的均匀程度。可以定量说明自发过程的趋势大小。