热力学第二定律熵概念推广耗散结构.ppt
《热力学第二定律熵概念推广耗散结构.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热力学第二定律熵概念推广耗散结构.ppt(39页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、1,4 熵概念的推广,一、 熵与能量 二、 熵与时间 三、 熵与生命 四、 熵与信息 五、 熵与社会,2,一、熵与能量 热律: 能量守恒 热律: 能量转化能力,能力强,能力弱,有序到无序能量转化过程不可逆 一部分能量不能再作功 -能量退化,3,对热律深入认识 A)能量退化角度认识 孤立系统内发生的自发过程 必然导致能量的退化,B)熵的角度认识 孤立系统 导致熵的增加,熵是能量不可用程度的量度 能量危机 就是熵的危机,4,二 、熵与时间 1. 时间反演的对称性 物理学中很多领域 时间本质上都在描述可逆过程 从现在可知过去 也可知道未来 2.自然界存在的基本不对称性 热现象不具有时间反演对称性,5
2、,数学家 史蒂芬指出: 至少存在三个时间箭头 将过去和将来分开,三个箭头所指方向一致,6,三、熵与生命 热律:孤立系统 无序度增加 熵增加 但生物进化过程:成长过程有序度增加,熵产生 内部(恒为正),熵流 外界(可正 可负 可零),开放系统:,7,有序度增加 从一种 有序到更高级的有序,成熟阶段,维持一种有序,有序度下降 生物系统在短期内或 局部熵积累过多 病态,称负熵流,8,从物理学的角度看 治疗的目的在于消除积熵 薛定谔说:生命赖负熵以存在 玻耳兹曼说:生物为了生存而作的一般斗争 既不是为了物质 也不是为了能量 而是为了熵而斗争 生物从外界吸收负熵 是以更大范围的熵增为代价的,9,四、熵与
3、信息 香农:信息是事物肯定程度的量度 熵增等于信息的减少 信息与负熵等效,信息熵,对某种事物作出完全判断所缺的信息量,信息的获得意味着各种可能性中概率分布的集中,10,五、 熵与社会 可持续发展 环保,11,*5 耗散结构 一、 问题的提出 二、 自组织现象 三、 孤立系统 开放系统 四、 热力学过程 五、 涨落导致有序 六、 高级分支和混沌状态,12,一、 问题的提出 退化与进化,1.按克劳修斯热力学理论,13,2. 按达尔文进化论,生物由单细胞,人,进化,(极为有序),越来越复杂 越来越有序,(熵减少),14,(蜂窝 毛皮花纹),二、 自组织现象,1.自组织现象,在一定外界条件下 系统内部
4、 自发地由无序 有序的现象,无生命和有生命世界 都有自组织现象(变为有序),空间有序,时间有序,(候鸟迁徙),15,2. 耗散结构-自组织形成的有序结构,自组织现象是自发进行的 但, 需外界提供触发条件, 耗散外界的能量 质量,16,三、 孤立系统 开放系统 热力学第二律的普遍形式,1. 孤立系统,自发过程:,有序 无序,内部不可逆过程引起的熵变-,熵产生 di S,由熵增加原理,外界,孤立系统,di S,(和外界无能量和物质的交换),17,2. 开放系统,(和外界有能量和物质的交换), 熵变,di S (系统熵产生),de S (与外界交换能量和物质引起的熵变 ) -熵流, de S 可,
5、0 (负熵流),= 0, 0 (正熵流),外界,系统,di S,de S,实现自组织现象系统必须开放,18,开放系统总熵变:,1)若 deS 0 (负熵流),且| deS| di S(0 ),则 dS = di S + deS 0,负熵流可使开放系统熵减少 变得更有序 实现自组织,2)若 deS 0 (正熵流),则 dS = di S + deS 0,系统更混乱,若为正熵流 则系统不会实现自组织,19,3.热二律的普遍形式,开放系统,经历任何过程 系统的熵变永不小于熵流,要求 0,20,开放系统自外界吸取能量 即输入负熵, 对孤立系统 deS = 0, 开放系统的熵可增 可减,dS = di
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 热力学第二定律 概念 推广 耗散 结构
链接地址:https://www.31doc.com/p-2594668.html