北京大学药学院：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 热力学第二定律（2.7）熵变的物理意义

abedi ab d bed I a cda I b dabI c ab I cd be I da ac I bd d i ab da I be bd I ac d I abc bed b I cda c I dab I abcd 第七节熵的物意 SEkIno 全圓高等医药教材建设要员会 卫生部规划教材物理化学第6版

abcd abc d bcd a cda b dab c ab cd bc da bd cd da bc bd ac d abc a b cda c dab abcd bcd ac ab S k = ln 第七节 熵的物理意义

熵的物理意义 第二定律 A B AB 有序态 无序态(混乱度增加) 自发过程--熵增加---混乱度增加 例如热功转换:热:分子混乱运动的表现 功:分子的有序运动 因此功可自发转变为热,但热不能自发转换为功

一、 熵的物理意义 A B AB 有序态 无序态（混乱度增加） 自发过程－－熵增加－－－混乱度增加 例如热功转换：热：分子混乱运动的表现 功：分子的有序运动 因此功可自发转变为热，但热不能自发转换为功

熵与概率 第二定律 统计热力学:把微观分孑的行为与宏观热力学性质联系起来。 概率(卩):指某种事物出现的可能性。 一个球a 1a2种微观状态,P分别为12,1/2 二个球mba}bb;a[;abp分别为1AM14 三个球 abci abi c bci a cai b2种微观状态 P分别为1/8,3/8 a I bc b i ca I ab abcl 3/8,18 热力学几率g:指组成某个宏观状态的微观状态的个数

统计热力学：把微观分子的行为与宏观热力学性质联系起来。 概率(p)：指某种事物出现的可能性。 一个球 a a 2种微观状态，P分别为1/2,1/2 二个球 三个球 ab a b b a ab 2 2种微观状态， P分别为1/4,1/2,1/4 abc ab c bc a ca b a bc b ca c ab abc 2 3种微观状态， P分别为1/8,3/8, 3/8,1/8 热力学几率：指组成某个宏观状态的微观状态的个数。 二、熵与概率

熵与概率 第二定律 四个球 微观状态2宏观状态P abedI abc I d bed I cda i b abcd 4|06 dab I c ab I cd be i da ac I bd abd c 4/16 d b 31 ed i ab da I be bd I ac d I abc bcd a bcd b I cdac I dab I abcd ac bd ad bc 22 6/16 bc ad 共有2种微观状态,其中2型均匀 bd a d ab 分布(无序性)的热力学几率最大, bcd 为6;40型分布(有序性)的热力ba4 4/16 学几率最小,仅为1。 c abd d abc 0 abcd 041/16

四个球 abcd abc d bcd a cda b dab c ab cd bc da bd cd da bc bd ac d abc a b cda c dab abcd bcd ac ab 共有2 4种微观状态，其中2|2型均匀 分布（无序性）的热力学几率最大, 为6；4|0型分布（有序性）的热力 学几率最小,仅为1。 二、熵与概率 微观状态  宏观状态 P abcd 0 1 4  0 1/16 abc  d abd  c acd  b bcd  a 4 3  1 4/16 ab  cd ac  bd ad  bc bc  ad bd  ac cd  ab 6 2  2 6/16 a  bcd b  acd c  abd d  abc 4 1  3 4/16 0 abcd 1 0  4 1/16

墒与概率 第二定律 着N个球集中在一侧的概率为(1/2),热力学几率2仅又为1(有序) 均匀分布概率最大,对应的2越多。(无序热力学平衡态) 在孤立系统中,自发过程总是由热力学概率小的状态,向着热 力学概率较大的状态变化,直至热力学概率最大为止,系统就达 到平衡。 系统的热力学概率2和系统的熵S有相同的变化方向,都趋向于 增加,系统的S与2必定有某种函数关系:S=f(2) 设一系统由A、B两部分组成,其热力学概率分别为2、B, 相应的熵为SA=f(A)、SB=f(2g), S-SA+SB-f(2A)+f(2B)=f(32A 2B)=f(32) 统计热力学证明:S=kln2k=138×1023JK1

二、熵与概率 若N个球,集中在一侧的概率为（1/2)N，热力学几率仅为1.(有序) 均匀分布概率最大，对应的越多。(无序,热力学平衡态) 统计热力学证明： S k = ln 23 -1 k 1.38 10 J K − =   ➢在孤立系统中，自发过程总是由热力学概率小的状态，向着热 力学概率较大的状态变化，直至热力学概率最大为止，系统就达 到平衡。 ➢系统的热力学概率和系统的熵S有相同的变化方向，都趋向于 增加，系统的S与必定有某种函数关系：S = f (  ) ➢设一系统由A、B两部分组成，其热力学概率分别为A、B， 相应的熵为SA = f ( A )、SB = f (B )， S = SA + SB = f (A) + f (B) = f (AB) = f (  )

二、熵与概率 第二定律 熵函数的物理意义: 它是大量粒子构成系统微观状态数的一种度量,系统的熵 值小,表示际处状态的微观状态数小,混乱程度低;系统的 熵值大,表示所处状态微观状态数大,混乱程度高。孤立系 统中,从熵值小的状态(混乱程度小)向熵值大的状态(混 乱程度大)变化,直到在该条件下系统熵值最大的状态为止, 这就是自发变化方向。 举例: 1同一物质当温度升高,其混乱度增大,因此熵值增大。 2同一物质对气,液,固三态比较,其混乱度递减,因此 其摩尔熵递减。S(g)>S(D>S(s)

1.同一物质当温度升高，其混乱度增大，因此熵值增大。 ➢举例： 2.同一物质对气，液，固三态比较，其混乱度递减，因此 其摩尔熵递减。S(g)>S(l)>S(s) ➢熵函数的物理意义: 它是大量粒子构成系统微观状态数的一种度量，系统的熵 值小，表示所处状态的微观状态数小，混乱程度低；系统的 熵值大，表示所处状态微观状态数大，混乱程度高。孤立系 统中，从熵值小的状态（混乱程度小）向熵值大的状态（混 乱程度大）变化，直到在该条件下系统熵值最大的状态为止， 这就是自发变化方向。 二、熵与概率

abedi ab d bed I a cda I b dabI c ab I cd be I da ac I bd d i ab da I be bd I ac d I abc bed b I cda c I dab I abcd 单击网页左上角“后退”退出本节 SEkIno 全圓高等医药教材建设要员会 卫生部规划教材物理化学第6版

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