第
50卷 增刊
2011
年9月
厦门大学学报
(自然科学版)
Journal
of Xiamen University(Natural Science)
Vol.50
Sup.
Sep.2011
收稿日期:2011-05-20
基金项目:国家基础科学人才培养基金项目(J1030415)
*
通信作者:cwh@xmu.edu.cn
谈
“熵”论“能”
陈良坦
*,张来英
(
厦门大学化学化工学院,福建厦门361005)
摘要
:从教学角度比较熵与能的区别与联系.探讨了可以用有序能(功能)来作为运动转化能力的量度,也可以用无序能
(
熵能)来表示运动转化能力退化的程度;强调了熵在物理化学教学中的重要性.如混合熵与稀溶液的依数性的关系,熵
与反应的热力学趋势及动力学速率的关系等
;以太阳的负熵流对地球生物体的重要性为例,探讨了如何进行理论联系实
际的课堂教学
.
关键词
:物理化学;熵;能
中图分类号
:G 642 文献标志码:B 文章编号:0438-0479(2011)S-0026-02
虽然能与熵同属热力学中最重要的核心函数,但
能感性易懂
,熵抽象晦涩.因此,在目前的物理化学教
学中
,对能的解释往往是重彩浓墨,而对熵的介绍则常
常是轻描淡写
.如何才能做到既不厚此薄比,又能让学
生认识到熵内涵的重要意义呢?笔者想就此问题
,谈
谈自己的一些认识
.
1
熵增加=能贬值
热力学第一定律的核心问题是孤立体系的能量守
恒
.它主要解决变化过程中的总能量效应,但它无法区
别出不同能量形式质的优劣
.可见,总能量的增减无法
预示过程进行的方向
,这已为历史经验所证实;而热力
学第二定律则为解决这个问题引入了熵
,即利用孤立
体系的熵变是否增加来判断实际过程的方向
.但随着
熵概念的日益拓展
(如生物体的负熵流,信息科学的负
熵等
)和其内涵的不断深化,熵正在人类的社会实践中
发挥着越来越重要的作用
.它不但指明了能量转化的
方向
,更重要的是它从本质上反映了能量的有序与无
,从而使得人们能从正(有
有序能
(功能)是运动
转化能力的量度
,而无序能(熵能)是运动转化能力退
化的量度
.如此看来,熵的增加,就意味着能量的贬值
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