谈玻耳兹曼关系

<正> 克劳修斯在1864年把态函数熵(以 S 表示)引进热力学,从而使热力学第二定律有了高度概括的数学表示.到1896年,玻耳兹曼又将系统的熵与组成系统的微观粒子的可能微观态数 W 联系起来,建立了著名的玻耳兹曼关系,即S=Kl_nW(K 为玻耳兹曼常数 K=1.38×10~(-23)J/K)从而对函数 S 的认识更加深刻.本文想就玻耳兹曼关系的意义做一些讨论     

玻耳兹曼熵与系统演化

本文通过对玻耳兹曼熵和吉布斯熵的分析和比较，得出结论：在解释宏观系统演化行为和微观起源方面，系综理论仅仅是一种数学工具，玻耳兹曼熵取得了巨大的成功．并根据无规微观行为的稳定性，解释了宏观演化的时间箭头，有力地支持了玻耳兹曼所作的几率解释．     

巧导玻耳兹曼方程

玻耳兹曼方程给熵函数以明确的统计意义,它指出,某个宏观状态的熵等于玻耳兹曼常量κ乘以相应微观状态数的对数。它把宏观物理量与微观性质有机地联系起来了。探究其导出过程,对于更深层次地理解玻耳兹曼方程具有十分重要的意义。     

从玻耳兹曼熵公式推导克劳修斯熵公式

从热力学中平衡态对应于统计物理最可几态出发,直接由玻耳兹曼熵公式推导了克劳修斯熵公式,使两个熵的一致性更为直观化,从而加强了理论的连贯性,使讲授更具体条理化和系统性。     

道耳顿分压定律在重力场中的统计证明

在热力学中,理想混合气体所组成的宏观热力学系统遵从道耳顿分压定律;若混合气体不是理想气体,由于气体分子要受到重力场作用,当热力学系统达到平衡态时,分子数密度并不均匀,宏观热力学系统不是严格遵从道耳顿分压定律的.如果把整个热力学系统按重力场方向分割成一系列的微观型的热力学系统,这样的微观型系统却是遵从道耳顿分压定律的.运用气体分子动理论和玻耳兹曼速度分布律,对重力场中的微观型热力学系统所遵从的道耳顿分压定律进行了统计证明.     

高速重离子系统的统计规律分析

在大型加速器中,一些重离子有可能被加速到很高的速度,对于这种高速重离子系统,相对论效应已经不能忽略;但是如果密度不很高,仍然可以忽略离子间相互作用而遵从玻耳兹曼统计规律。基于玻耳兹曼统计理论,分析了高速重离子系统的热力学性质,并讨论了两种极限结果。     

理想溶液组分的化学势及对渗透压的分析

由统计物理学中熵与热力学概率的波耳兹曼关系 ,用概率统计的方法 ,得出了理想溶液中某组分的化学势与该纯组分的化学势之间的关系 ,说明了实际溶液中某组分的化学势与该纯组分化学势之间的关系 ;并利用得到的实际溶液中某组分的化学势的关系式 ,对植物生理学中渗透现象中的渗透压进行了分析 ,得出了稀溶液的渗透压与溶液浓度和热力学温度成正比的关系 ,即范托夫定律。     

从刘维空间反常朗之万方程到非平衡熵

用刘维空间反常朗之万方程取代刘维方程作为统计物理的基本方程，由此得到了平衡态系综，推导出了吉布斯非平衡熵和玻耳兹曼非平衡熵的变化率、非平衡态热力学基本方程及熵增加原理。自扩散张量是决定熵产生和扩散熵流的重要参量，但在非均匀的远离平衡态系统内不能证明熵产生密度各处都为正或等于零，而在某些局部可能为负。     

熵教学及其深化与泛化

熵的提出使热力学第二定律得到了量化,熵概念在自然科学中被广泛应用,并渗透于社会科学。本文对熵概念的教学谈拓展熵概念的教学功能的熵教学的意义。     

系统的微观态与克劳修斯熵

从微观态出发,导出了克劳修斯熵,揭示了克劳修斯熵与玻耳兹曼熵的统一性。     

基本对流换热过程的熵产分析

本文基于热力学第一及第二定律建立了对流换热过程的熵产关系式,并以此对几种基本的对流换热过程进行性能分析,得出其优化的过程参数。文中提出的无因次熵产数较之已有文献中的更为简明。     

论卡诺定理的热力学价值及其与热力学第二定律的关系

运用卡诺定理和热力学第一定律推导出热力学第二定律的两种惯常表述,揭示了卡诺定理与热力学第二定律的等价性;给出了热力学熵、麦克斯韦关系式新的推导方法,总结了卡诺定理的种种应用,并对卡诺定理的应用价值进行了客观的评价.     

熵和热力学第二定律

热力学第二定律的建立和在热力学中引入熵的概念后的一百多年来,人们对熵这个物理量的认识在不断地深化,对热力学第二定律的理解也不断深入。熵的应用也已远远超出了热力学和统计力学的范畴,在信息理论、数学、控制论、概率论、天体物理、宇宙论、甚至生命等各个不同的领域,都相继引入了熵的概念。本文着重分析在热力学、统计力学、量子力学、信息理论和黑洞中的熵的概念,介绍在其他一些领域中熵的含义,讨论在一切物理变化过程中熵的含义所隐含的一致性,从而说明进一步理解熵和学习第二定律的重要意义。     

工程热力学中的熵及其推广

熵是工程热力学中重要的概念,它是对热力学第二定律的深化和补充,同时墒定律又是对基于热力学第二定律的熵的深化和扩展.熵也可以作为节能的标准,熵的理论在环境中的应用很广泛,对于保护环境维持生态平衡具有重要意义.     

熵教学及其深化与泛化

熵的提高使热力学第二定律得到了量化,熵概念在自然科学中被广泛应用,并渗透于社会科学。本文对熵概念的教学谈拓展熵概念的教学功能的熵教学的含义。     

绕楔形体流动与传热过程的热力学分析与优化

从热力学第一定律及第二定律出发，分析绕楔形体的流动为层流量，其流动与传热过程的熵产，从而建立流动与传热过程的熵产率关系式，并引入无因次熵产数以讨论楔角，特征长度以及雷诺数对流动与传热性能的影响，找出其优化的过程参数。     

熵概念的引出

人们在长期的实践活动中总结出了热力学三个基本定律 ,这三个基本定律广泛地应用于许多自然科学领域。熵是热力学第二定律的核心 ,也是教学中的难点重点 ,对熵如果不能正确理解与掌握是根本上无法利用热力学第二定律解决相关实际问题。在教材中利用卡诺循环与卡诺定理导出熵往往要利用繁锁的数学推导 ,下面介绍一种数学推导少而且简单、概念明确的方法。1　热力学第二定律热力学第二定律是人类长期实践活动经验的总结 ,它在理论上的发展提供了判断过程自发方向和限度的普通标准。自然界一切实际发生的过程都是有一定的方向和限度 ,当然不同…     

论熵争论中否定熵的倾向─—与王兆强先生商榷

在熵的讨论中，学术界有一种从根本上否定“熵”和“熵理论”的倾向。本文从热力学熵的引入、含意和熵增原理在有关的不可逆过程中的应用，说明熵是一个真实而合理的物理量，熵增原理是反映热力学第二定律本质的定量表述；并提出了熵的泛化不能违背熵概念和熵增原理的基本界定的观点。     

论熵争论中否定熵的倾向：与王兆强先生商榷

在熵的讨论中，学术界有一种有人根本上否定“熵”和“熵理论”的倾向。本文从热力学熵的引入，含意和熵增原理在有关的不逆过程中的应用，说明熵是一个真实而合理的物理量，熵增原理是反映热力学第二定律本质的定量表述；并提出了熵的泛化不能违背熵概念和熵增原理的基本界定的观点。     

熵增原理的物理本质

从不同的角度表述了热力学第二定律，体现了熵概念及相关理论的引入使热力学第二定律的内涵更为深刻。在此基础上，进一步分析了熵增原理的物理本质。