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     

由一例物化习题引出的热容性质的讨论

热力学体系的量按它们与物质量的关系区分为广度量（容量性质）和强度量（强度性质）两大类,它们是贯穿于化学热力学的两个基本概念。众所周知,体积、内能、焓、熵等是广度量、温度、压力等是强度量,功和热则既不是广度量也不是强度量。热容是物质的一个基本热力学量,是物理化学教学中的一个难点和重点,那么热容是否为状态函数,是广度量还是强度量,国内外教材对此问题看法不一。本文由一例物化习题引出,对这个问题进行粗浅的讨论。     

物理化学中热力学第二定律熵函数存在的公理化推导法

本文介绍了物理化学中,熵函数存在的一种简化了的公理化推导法。并以热力学第二定律Kelvin—Planck说法为基础,导出熵增加定理。本文的方法不采用卡诺循环过程和卡诺定理,摒弃了Caratheodory公理化法所引用的Pfaffian微分式可积分性的条件。本文还对物理化学中熵函数存在的习惯推导法进行了讨论。     

有关熵函数的导出

讨论了在物理化学课程教学中不用卡诺循环和卡诺定理，而由热力学第二定律经验表述出发，用绝热途径的守恒性导出了状态函数熵，这是一种基于热力学方法导出熵的简便途径。     

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。     

由一例物化习题引出的热溶性质的讨论

热力学体系的量按它们与物质量的关系区分为广度量（容量性质）和强度量（强度性质）两大类,它们是贯穿于化学热力学的两个基本概念,众所周知,体积、内能、焓１、熵等是广度量、温度、压力等是强度量,功和热则既不是广度量也不是强度量。热容是物质的一个基本热力学量,是物理化学教学中的一个难点和重点,那么热容是否为状态函数,是广度量还是强度量,国内外教材对此问题看法不一。本由一例物化习题引出,对这个问题进行粗浅     

特性函数与配分函数

<正> 引言 特性函数和配分函数分别为热力学和统计物理中的二个重要函数,它们对热力学状态的描述有重要意义。本文通过讨论在闭系(粒子数不变的系统)中两者之间的内在联系将它们作统一描述,并由此强调了自由能的重要性。 马林(Massieu )在1869年证明,在独立变数适当选择之下,只要知道一个热力学函数,就可以通过求偏导数而求得均匀系统的基本热力学函数(即物态方程、内能和熵),从而将均匀系统的平衡性质完全确定。这个热力学函数称为特性函数,相     

正则系综宏观量公式的推导

就热力学统计物理教材中正则系综热力学公式的推导进行了讨论,指出广义力概念抽象性和熵公式推导的繁琐,从而提出以亥姆霍兹自由能出发的建议．     

理想气体混合过程熵变的计算讨论

代入公式或,熵变的计算问题就在物理化学教学中,讲到理想气体熵变的计算,一般只要找出体系变化的始末态解决了。但实际上,我们遇到的一些问题有时不能简单代公式。本文将对理想气体混合过程熵变的计算中常见的几个问题,试从热力学和统计热力学角度展开初步讨论,不妥之处,敬请指正。     

物理化学教科书里第二定律的几个问题探讨

本文指出了当前出版的几套物理化学教科书中,由于各书对自发过程含意和特征有不同的理解,因而造成由第二定律引出的判据意义及使用条件也各不相同的一些问题。分析了这些问题产生的原因,提出在编写第二定律教材时,应改变多数教材流行的以解决体系过程性质判据为主要任务的逻辑推理方法(即物理热力学总结第二定律的方法)总结第二定律的规律性,而采用解决体系在二状态同变化的自发方向与限度判据为主要任务的逻辑推理方法进行总结的建议。这样能使阐述的有关概念定律清晰,准确,引出判据的意义和使用条件更加明确。     

熵函数的简易引入法

关于熵函数的引入,在一般物理化学书中采用卡诺循环法,统计力学法以及近年来国内外出版的书刊将统计热力学与宏观热力学方法结合讨论,都有较严密的推导,但其比较繁杂,初学者往往不能很快领会它的实质和建立完整的逻辑概念,常为熵(S)函数而“伤脑筋”。 在教学实践中我曾采取过一种简单引出熵的办法,虽不够严密,但可使人们把主要精力放在其应用上,避免繁杂的数学处理,现介绍如下:     

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。     

加权熵公理构成证明的新方法

对S.Guiasu在《Weighted Entropy)(加权熵)一文中提出的加权熵公理构成理论,进行了简化公理条件的严密的数学证明,并给出关于加权熵函数唯一确定性的一种新的证明方法。不仅简化了加权熵的公理条件和加权熵函数唯一确定性的证明过程,而且使加权熵的公理构成具有合理的物理含意,对改善加权熵公理构成理论具有一定的价值。     

温度场熵在矩形散热翅片中的应用

在热力学熵和物理场熵的基础上定义了温度场熵的概念,并根据物理场熵的计算方法推导出了温度场熵的计算公式。将此公式应用于矩形散热翅片的研究中,根据翅片表面温度分布函数,计算出翅片表面的温度场熵。在与翅片传热效率比较后可定量地描述矩形散热翅片的热力学完善程度。     

注意状态函数的积分上下限—《热统》中一道例题的补充推导

《热力学·统计物理》（汪志诚编）（第一版）［１］书中第８０页有一例题：以Ｔ、ｐ为状态参量,求理想气体的焓、熵和吉布斯函数。作者认为教材中所给解答,由于积分上下限的不明确导致积分常数的混淆,易给读者带来物理概念的模糊和计算结果的错误。该教材第二版也未见...     

熵的相对标准法问题研究

根据热力学第三定律和统计热力学，运用“相对标准法”对单质和化合物的熵的相对标准进行了讨论，并指出熵与焓的相对标准状态不同，应该统一起来，以满足热力学函数定义式；G＝H－TS。     

“熵函数的导出与应用”说课

以高校《物理化学》课本中熵函数的导出与应用为基本内容,按照说课的形式,从教材分析、教学方法、学习方法、教学程序四个方面阐述了总体的教学设计方案,为提高高校物理化学教学质量打好基础。     

吉布斯佯谬浅析

<正> 吉布斯佯谬是热力学和统计热力学发展过程中出现并已圆满解决的一个著名问题。这个问题的产生动摇了经典统计热力学的一个基本观点——同种粒子具有可分辨性。这个问题最终的解决中量子统计热力学的又一个胜利。刘吉布斯佯谬的研究将有助于我们认识统计热力学中运用量子力学观点的必要性,并且对于正确理解热力学函数熵(S)的统计意义有重要作用。     

无机化学中“优化学热力学”教学的探讨

在无机化学中引入化学热力学,是一个较新的课题。本文着重探讨了在无机化学中怎样深入浅出地引出热力学函数中含(H)、熵(S)和自由能(G)的概念和物理意义,及这些热力学函数间的相互关系。并以热力学能量观点研究了无机化学教学中的一些无机化合物性质和无机化学反应规律。