包米芬

绝热过程、等温过程熵会增加吗？ 首先根据热力学第二定律知： dQ dS T ³ 将上式推广为： e idS d S d S= + 上式中 ed S 表示的是由于系统与外界交换物质和 能量所引起的系统熵变，它是可正可负的。 id S 表示的是系统内部发生的过程引起的熵变，它 不会为负值。 下面我们就三种系统来讨论绝热过程的熵变。 一 孤立系统 对于孤立系统而言，与其他物体没有物质和 能量的交换，故 0ed S = 其所发生的不可逆绝热过程的熵变可根据熵增原理来 知晓： 孤立系统的熵永不减少，其中发生的不可逆过 程总是朝着熵增加的方向进行。所以，不可逆绝热过 程的熵是增加的。 对于孤立系统可逆绝热过程，系统 没有发生物质和能量的交 换，有 0dQ = 代表的是系统从外界吸收的热量）dQ（ 0ed S = 所以 0 d Q T =òÑ 故对于可逆绝热过程， 0B AS S- = 二 闭系 闭系的讨论我们还是基于公式 e idS d S d S= + 来进行。 对于闭系 e dQ d S T = ，这时 ed S 的正负取 决于系统是吸热还是放热。 该题讨论的是绝热过程，则有 0dQ = ，所 以闭系的 0ed S = ，而 0id S ³ 。所以闭系下的 绝热过程熵是增加的。 三 开系 在开系中，除热量交换外，系统与外界的物质 交换也会引起 ed S 。 对于绝热过程，只存在系统与外界的物质交换 所引起的熵变，而我们无法确定物质交换所产生熵 变的大小、正负，而熵变是由 e idS d S d S= + 共同决定的。所以，开系下绝热过程的熵变无法确定 下面我们就孤立系统、闭系、开系来讨论等温 过程的熵变。 一 孤立系统 因为 e idS d S d S= + ， ed S其中 是由于系统与外界交换物质和能量所引起的熵变， 所以，孤立系统中 0ed S = ，而 表示系统内 部发生的过程引起的熵变，它不会取负值，故在孤 立系统下的等温过程熵不为负。 id S 二 闭系 对于等温过程下的闭系， e dQ d S T = e d S， 的正负取决于系统是吸热还是放热，吸热则 ， 放热则 0ed S > 0ed S < 。由上面的讨论知 id S 不为负 所以在闭系下，等温过程是熵增还是熵减取决于 ed S例如： 卡诺循环（如下图）的1-2过程是等温膨胀过程，该 过程系统对外做功，同时系统又保持温度不变，说 明热量Q从高温热源传入了系统，系统吸收了热量， 而3-4过程是等温压缩过程， 外界对系统做功，同时 系统又保持温度不变， 故系统本身要放出Q的热 量给低温热源，故 所以， 0ed S > 0ed S < 三 开系 在开系下，等温过程的 ed S 不是热量交换所 引起的，所以 e idS d S d S= + 的增加与减少 主要是由系统与外界的物质交换所决定的。如果等温 过程交换的是同种物质，由吉布斯佯缪可知熵不变。 如果不是前面一种情况，我们则无法确定最终熵是曾 还是减。