“熵”的物理意義是什么它是如何被定義的

發(fā)布時間：2025-09-28 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理

熵

【拼音：shāng】熵的概念是由德國物理學(xué)家克勞修斯于1865年所提出?；瘜W(xué)及熱力學(xué)中所指的熵，是一種測量在動力學(xué)方面不能做功的能量總數(shù)。熵亦被用于計算一個系統(tǒng)中的失序現(xiàn)象。熵是一個描述系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)，但是經(jīng)常用熵的參考值和變化量進(jìn)行分析比較。

1．混亂度和微觀狀態(tài)數(shù)

決定反應(yīng)方向主要有兩個因素:[1]

(1).反應(yīng)熱效應(yīng)。放熱反應(yīng)使體系的能量下降

(2).混亂度。一些吸熱反應(yīng)在一定溫度下也可進(jìn)行特點是反應(yīng)體系的混亂度變大。體系的微觀狀態(tài)數(shù)越多，體系的混亂度越大，微觀狀態(tài)數(shù)可以定量地表明體系的混亂度。

2．狀態(tài)函數(shù)

熵：描述體系混亂度的狀態(tài)函數(shù)叫做熵，用S表示。體系的狀態(tài)一定，其微觀狀態(tài)數(shù)一定，如果用狀態(tài)函數(shù)來表示混亂度的話，狀態(tài)函數(shù)與與微觀狀態(tài)數(shù)Ω存在下列關(guān)系S=klnΩ,其中k=1.38×10－23J/K叫波爾茲曼常數(shù)。熵是一種具有加和性的狀態(tài)函數(shù)，體系的熵值越大則微觀狀態(tài)數(shù)Ω的越大，即混亂度越?。ü铝⑾到y(tǒng)都是由非平衡到平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化的），所以可以認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)趨向于熵值增加，即趨向于?rS>0。過程的始終態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)S的改變量?S的值是一定的，過程中的熱量變化是和途徑有關(guān)的量，若以可逆方式完成這一過程時，熱量用Qr表示，則?S=Qr/T。在373K,1.013×105Pa時HO(l)→HO(g)的相變熱為44.0kJ/mol故此過程的摩爾熵變?Sm=Qr/T=44.0×103/373=118(J/mol·K)

3．熱力學(xué)第三定律和標(biāo)準(zhǔn)熵

熱力學(xué)第三定律：在0K時任何完整晶體中的原子或分子只有一種排列方式，即只有唯一的微觀狀態(tài)，其熵值為零。從熵值為零的狀態(tài)出發(fā)，使體系變化到P=1.013×105Pa和某溫度T，如果知道這一過程中的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，原則上可以求出過程的熵變值，它就是體系的絕對熵值。于是人們求得了各種物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾絕對熵值，簡稱標(biāo)準(zhǔn)熵，單位為kJ/mol。