不可逆过程建设性作用.doc

本科毕业论文
题目： 不可逆过程的建设性作用

学院： 电子信息与物理科学学院
班级： 10级物理专升本班
姓名： 郭文琴
指导教师： 张栓柱 职称： 教师
完成日期： 2012 年 5 月 17 日
不可逆过程的建设性作用
专业：物理学 姓名：郭文琴 学号：10205606
指导老师：张栓柱
摘 要 可逆过程只是一种理论上的理想过程，而自然界中一切实际过程都是不可逆的，这一结论有其十分重要的科学意义。事件先后顺序的不可逆性，也才真正突出了物质世界不但是存在着，而且还在演化着、进化着的特征，这正是热力学第二定律的重要贡献。本文在介绍了不可逆过程概念的基础上，用严密的数学推导定义了熵，阐释了热力学中线性和非线性不可逆过程，列举了熵在自然生活中的应用。
关键词 不可逆过程，熵增加原理，线性非线性
目录
引言 …………………………………………………………………………
不可逆过程概念 ……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
2. 熵的介绍 ……………………………………………………………
状态函数熵 …………………………………………………
熵产生原理 ………………………………………………
………………………………………………………
线性不可逆过程 ………………………………………………………
非线性不可逆过程 ……………………………………………………
……………………………………………………
4 熵在信息学中的应用
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
结束语 ………………………………………………………………………
参考文献 ………………………………………………………………………
引言
可逆过程与不可逆过程是热力学中极为重要的概念。可逆过程是一个理想的极限，是没有耗散损失的准平衡过程，而实际生活中发生的过程不是无耗散因素的准静态过程，一切非准静态过程都是不可逆过程。本文先叙述了热力学中准静态过程和可逆过程的概念，从而引导叙述了不可逆过程，之后用数学语言定义推导出了热力学中重要的理论—熵的原理，接着阐释了热力学中线性和非线性不可逆过程，最后说明了熵在实际生活中的应用和对未来科学的指导意义。

在介绍不可逆过程之前，先叙述一下热力学中的过程和准静态过程的概念。我们知道处于平衡状态下的热力学系统，在受到外界作用时系统的状态就要发生变化。热力学把系统从一个平衡状态出发，经过一系列中间状态而变化到另一个平衡状态，它所经历的全部状态的综合称为热力过程，简称过程。实际的热力过程往往很是复杂的，所经历的一系列中间状态都是非平衡状态。由于只有平衡状态才有确定的状态参数，所以为了便于分析研究，必须引进这样一种理想的热力过程，即过程中系统所经历的一系列状态都无限接近于平衡状态，这种过程称为“准平衡过程”或“准静态过程”。而实际过程都是在有限的速度下进行的，由于气体分子热运动的平均速度可达每秒数百米以上，气体压强变化的传播速度也达每秒数百米，所以一般情况下气体的平衡状态被破坏以后，建立新的平衡状态所需的时间（称为弛豫时间）非常短，因而气体状态的变化过程很接近于准平衡过程，可以近似按准平衡过程进行分析。
我们所研究的可逆过程是没有耗散损失的准平衡过程。热力学中定义，当系统完成某一过程后，如果令过程逆向进行而能使过程中所涉及的一切（系统及外界）都回复到初始状态，不留下任何变化，则此过程称为可逆过程，反之即为不可逆过程。从比较广泛的意义上说，可逆过程是消除了一切不可逆因素的、具有可逆性的过程，所以可逆过程需要满足的条件是：①第一是准平衡过程，在过程进行中，系统内部、系统与外界之间以及过程所涉及到的外界各物体之间，热与力的不平衡应为无限