唯物辩证法是正确认识热力学第二定律的唯一指导思想

目前,关于热力学第二定律的讨论基本上有两种意见,前一种意见认为热力学第二定律的克劳胥斯或开尔文说法本身蕴含着运动要逐渐消灭的思想,是根本违反辩证唯物主义哲学原理的,必然导致“热寂说”;批判“热寂说”必须从热力学第二定律本身开始,否则就不能击中要害。后一种意见认为“热寂说”是一种反动谬论,但热力学第二定律本身并没有错,错就错在克劳胥斯等人从资产阶级唯心主义形而上学世界观出发,     

热力学第二定律的费米说法与温度

费米(E.Fermi)曾在他的著作中提出过一条关于热力学第二定律的说法,即“如果热可由物体A传递到物体B,那么热由物体B传递到物体A而不产生其它影响是不可能的。”粗看起来,费米的这种陈述方式与克劳修斯的关于热力学第二定律的陈述方式没有什么原则性的区别,但是,当我们作较为细微的比较、讨论之后,就可以发现费米说法与克劳     

关于热力学第三定律表述的说明

热力学第三定律有几种表述方法,“绝对零度不能达到原理”即是其中一种.这种表述方法与我们熟知的热力学第一定律、第二定律的永动机说法采用了相似的形式,但其内容却不同.第一定律、第二定律告诉人不必再去尝试制造永动机,因为这种既要马儿跑得好,又要马儿不吃草的事是完全不可能的,然而第三定律虽然指出绝对零度不可能达到,但并不限制人们使物体的温度趋近于绝对零度,只是说“不可能用有限的实验手续使一个物体冷到绝对零度”.下面先回顾以往人们取得低温的方法,然后讨论极低温度下熵的行为以说明绝对零度不可能达到.     

“热寂说”是宣扬宇宙末日的反动学说──兼评热力学第二定律

“热寂说”出笼的历史背景 十九世纪六十年代,有一个反科学的理论——“热寂说”出笼了。它宣称:整个宇宙朝着单一的方向变化,一切有用的功都将变成热,而热能已失去转化为其他各种形式能的能力,并且热将由高温传向低温,使宇宙间的温度越来越趋于平衡,于是宇宙最终将达到某种“死寂的永恒状态”。这就是德国唯心主义物理学家克劳胥斯(一八二二——一八八八年)为宇宙描绘的一幅阴暗图景。 这个反动理论的出现决不是偶然的。它是资产阶级和无产阶级两个阶级,唯心主义与唯物主义。形而上学与辩证法两种世界观激烈斗争的产物。十九世纪中叶,随着…     

热力学第二定律的适用范围

热力学第二定律揭示了自然界宏观过程的不可逆性,是19世纪自然科学发展所取得的伟大成果之一,它和其他许多自然规律一样,适用范围具有条件性和局限性。1865年克劳修斯把第二定律应用范围推广至整个宇宙,提出了“宇宙的熵趋于极大”的观点。1867年他进一步指     

关于批判“热寂说”的教学

在讲解热力学第二定律之后应该指出以下两方面:(1)虽然热力学第二定律已为无数次生活实践所检验,但它的正确性是相对的,如果将“孤立系统的熵不断趋向于极大”这一热力学第二定律的著名论点无条件地推广于整个宇宙就会得出背离事实的结论.(2)在热力学和统计物理的领域中,唯物主义与唯心主义的斗争也不能例外,唯心主义者往往捏造一些“科学”的论点来为宗教和神学提供新的证据,为了达到这个目的     

建立热力学第二定律的另一种方法的探讨

过去建立热力学第二定律的三类方法,都存在一些问题。 我们认为,建立第二定律的实践基础是:已知的与热运动有关的过程都是不可逆的(不包括热运动和其他运动形态之间有转化时的不可逆过程)。在此基础上概括提出一个不用具体不可逆过程为代表的第二定律的定性说法,证明熵函数存在并具有二点性质。由此导出第二定律的数学表达式并证明下列事实: 1.热力学温标恒正。 2.平衡态没有负温度状态。 3.第二类永动机不能制成。 4.热力学第三定律是独立于第二定律的一个新定律。     

黑洞—宇宙的奇观

恒星是靠着核燃烧提供的量来保持它内部压力的,晚期恒星因热核反应产生引力坍缩现象而形成黑洞,这是经典的黑洞模型,它被描述为只进不出（光线也在内）的无底深渊。如果物质掉干电池黑洞,则宇宙中物质的熵就会减少,这违背了热力学第二定律,因此,宇宙的总熵应包括两部分;黑洞的熵和黑洞外物质的熵,这样修正,可使热力学第二定律更具普遍意义。     

一月历史上的科学家

热力学第二定律奠基人克劳修斯克劳修斯是德国数学物理学家。他于1850年发表一篇论文,提出热力学第二定律的最著名形式:“热不能自发地从较冷的物体转向较热的物体”,并用其研究成果发展了蒸气机理论,两年后提出电解理论。他的观点后来成为电解理论基础。在分子物理学方面,他重申了法国物理学家     

黑洞及它对热力学第二定律的意义

热力学第二定律是否对整个宇宙都成立，一直是人们争论的一个重大理论课题，而且至今是也是一个悬而未决的问题；坚持热寂说观点的人们认为，热量只能从高温物体传到低温物体，随着时间的推移，整个宇宙的温度都将趋于一致，宇宙的熵达到极大值，成为热死状态；这一宇宙的演化的最终结果，不仅决定了宇宙的死亡，而且也决定了整个人类的命运，这不仅与达尔文的进化论背道而弛，而且从人类向往美好未来这一点来讲，也让人们难以接受。     

关于“球面电磁波的熵”讨论

我们知道,宇宙中有许多事件都是不可逆的。例如有一个热的物体和一个冷的物体接触,则热量总是从热的物体传到冷的物体,而不会自动倒流。另外,还有分子的扩散现象,气体的膨胀现象等都是不可逆的。在热力学中,分子的这些不可逆现象,可以用热力学函数——熵能很好的说明以上不可逆情况,热力学第二定律表明了不可逆过程是一个熵值增加的过程,自然界的自发过程是一个熵增的过程。本文讨论的目的是把热力学函数引入到电磁球面波中。我们知道,球面波的波动方程的通解,从纯数学观点看有两个解,一个是向外发散的波,另一个是向内汇聚的波。但自然界只存在外发散的波,而不自发的出现向内汇聚的波。本文证明,向外发散的波,是一个熵增的过程,所以是自然界的自发过程,因而出现。而向内汇聚的波,是一个熵减少的过程,所以不会     

热力学第二定律的成立条件与“热寂说”问题

从对热力学第二定律成立条件的分析以及基于现代科学知识对宇宙特征(不涉及有关宇宙有限与无限之争论)之论证,我们得出热力学第二定律不能应用于宇宙系统以及宇宙“热寂”是错误的结论。     

关于“环境熵变”的讨论

近年来,在普遍使用的几本《物理化学》教材中,已经明确了Clausius不等式是热力学第二定律的数学表达式,与过去以熵增加原理表述热力学第二定律相比,更具有普遍性意义。但是“总熵趋于极大”的说法仍然颇为流行,一般的处理方法是“把体系和环境(与体系密切有关的外界)合并为一个孤立体系”,那么,“孤立体系”的总熵变就等于原体系的熵变与环境熵变之和,于是 dS(总)=dS(体)+dS(环)≥0 (1)     

物理化学中的重要状态函数—熵

热力学第二定律揭示了自然界所发生的一切实际过程的共同特点：它们都是热力学上的不可逆过程,但克劳修斯、开尔文等人对热力学第二定律的表述都只是定性的表述,不能定量说明过程发生的可能性及实际发生过程的不可逆程度。1865年克劳修斯引人了媳的概念,这一引入对热力学理论及生产技术的发展都起了重大作用。熵是热力学系统的基本状态函数,由它导出了第二定律的数学表达式,形成了对两状态间过程发生可能性的定量判据;在引入熵的基础上导出的赫氏自由能与吉氏自由能使我们能用其定量判断过程的自发方向及限度。内能U与嫡S是热力学中…     

热力学中辩证唯物主义与唯心论的斗争

本文论述了历史上的和现代的热力学中唯物战战胜唯心论的一些主要论争.论述了唯心的热素说在历史上对科学技术的发展上的阻碍作用.论述了热力学第一定律,即,能量守恒及其互变定律,是唯物论和辩证唯物主义的重要基本观点,论证了现今自然科学界所流行的认为质量只是物质的惯性的度量这一观点的发展由来及其所存在的问题,批评了现今自然科学界所流行的避免肯定物质的量,甚至义为物质的量这一概念在科学上没有意义这样的非唯物论的观点,本文按照列宁的观点批判了唯能论的唯心论本质.按照恩格斯的论点和近年来自然科学上以及天文学上的发现和成就批判了克劳修斯的字宙热死论,也批判了波尔茨曼企图单只用统计热力学观点来解释宇宙演变的形而上学观点.现今很多物理和热力学的教科书上接受了波尔茨曼的观点,认为物质和能量的集中和恒星的产生是由于宇宙间某些地方违反热力学第二定律的结果,本文认为这样的观点是不正确的。本文认为,对于众多粒子的统观物体的热现象,包括星云和恒星的热现象在内,热力学第二定律是宇宙间一般的,普遍的法则.本文认为物质和能量的集中以及恒星的产生是宇宙羊物质的各种变化综合所造成的必然结果,而不是由于违反热力学第二定律的极其偶然的结果.     

熵、信息和生命

在“热学”或“热力学”的教学过程中,“熵”是一个难点。在教学过程中可把这个概念的意义扩展一些,将有助于学生的理解,以提高学生对物理学的兴趣。1摘和热力学第二定律热力学第一定律是包括热现象在内的能量转换和守恒定律,一切过程都服从热力学第一定律。然而服从热力学第一定律的过程不一定都能发生。例如,行进中的车辆,刹车后机械能转变为热能耗散的过程是人们熟知的,而耗散的能量再收集起来重新使车辆行进的过程是不可能发生的;同样一滴蓝墨水滴入净水中,随着时间的推延总是均匀的分布于整个水中,不可能再自动收缩成一滴蓝…     

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。     

对热力学第二定律与熵函数教学的探讨

基础物理化学的很大一部分内容,是用热力学方法讨论平衡体系的性质、某些经验关系,以及自发变化的方向和平衡条件。因此,热力学第二定律及熵函数的教学是十分重要的。如何从经验的热力学第二定律的物理说法出发,引出和建立熵函数,各种教本采用了种种方法。其一是建立在 Caratheodory 原理基础上的公理化方法。为某些化学热力学     

关于内能概念的教学研究

“内能”是热学的基本物理量之一,也是一个基本的热力学函数。在普通物理热学中应将“内能”作为一个教学重点,不仅在热力学第一定律部分要讲清楚内能概念的引入,定义(宏观和微观两个方面),它与热量、热能的关系,还要善于把“内能”贯穿到热学和分子物理学的教学中去。这是因为,热力学是从能量观点出发来研究宏观物体热性质的,热力学第一和第二定律所揭示的都是能量传递和转化所必须遵从的规律。但是,热力学所研究的宏观物体热性质,还必须用分子物理学的观点和方法加以分析,才能了解其本质。以下从五个方面:内能宏观定义的教学;内能微观定义的教学;热力学第二定律中有关内能的教学;固体的内能;相变时转变热的分析谈谈我们在有关内能概念教学中的点滴体会。内能概念分为宏观和微观两个方面,这种区分正体现了热学理论中按照研究观点和方法的不同分为宏观理论和微观理论两个部分一样。