如果ηA>ηB,则Q1>Q1’。方程(1。6)指出,在两机的联合循环终了时,唯一的效果是把热量Q2-Q2’由低温传到高温去了。这违背了第二定律的克氏说法,因此不能有ηA>ηB,必定是ηA≥ηB。
第二章 熵
第一节 熵定理之谜
当我们谈到“形态发生”这个词的时候,不是在讨论这个概念的生物意义,在热力学中,借用这个生物学术语来表示一个体系物质分布形态的存在和演化。继“熵”出现以后,我们发现自然界中存在着一个能量分布演化的不可逆方向。而“能量改变着物质存在”这一老式说法不难让人想到:伴随着物质形态趋向某种不可逆的状态转换,能量也会在它趋向某种特定的不可逆方向的变化中。
1865年,克劳修斯提出了这样的一种表达形式(在热温熵中):文献综述
∫▒dQ/T=∫▒dH/T+∫▒dz (2。1)
这个式子里面,克劳修斯将热温熵分成了两个部分,物体的热转变和物质粒子的离散度的变化。这个关系式表达的是这样的想法:熵的变化与物质分布的离散度有关。克劳修斯用“物体成分的某种排列”“物体最小部分分散和远离的程度”来解释离散程度,第一次联系了热温熵和物质分布特征这两种概念。
玻尔兹曼觉得,分子运动的统计理论可以对熵增原理进行更深刻的说明,温度较高部分的气体,分子运动速度必然高,温度较低的气体则反之,两种气体混合时,分子通过碰撞传递能量。于是有热的传输都是由“热”的分子向“冷”的分子传递能量来完成这一说法,最后达到热平衡,分子在体系区域内也达到均匀分布。变化结果从微观上看为分子分布几率增大,从宏观角度来看为热温熵增大,因此两者之间应该有着某种内部联系。
1872年,玻尔兹曼提出以单位时间内单位体积中气体的分子数为函数增量的对数的二重积分表达熵