玻尔兹曼熵定理适用于(范德华方程 熵怎么求)

• 1. 黑洞热力学之父？
• 2. 熵增反应？
• 3. 大学物理热力学公式？
• 4. 正确认识系统的有序性和无序性的关系有什么意义？

1、黑洞热力学之父？

1971年，霍金证明了黑洞的面积定理，即在宇宙监督假设的前提下，黑洞的表面积在顺时针方向上是永不减少的。这意味着黑洞可以合并，但是不能分裂，否则其面积势必会减小，就违背了面积定理。霍金还用经典理论求出，黑洞的温度是绝对零度。

此时，贝肯斯坦尚在惠勒门下学习。他从黑洞的面积定理出发，联想到了热力学中熵的概念。前文我们提到，自然过程都是熵增加的过程，那么此处黑洞的面积与熵在某种意义上将非常相似，那么黑洞的面积是否就是熵呢？或者说，黑洞的面积定理与热力学第二定律之间是否有内在联系呢？

随后，贝肯斯坦将量子力学引入黑洞的熵的讨论中，与另一位物理学家斯马尔几乎同时独立地发现了贝肯斯坦-斯马尔公式。令人惊喜不已的是，这一公式与热力学第一定律的表达式极为相似。

在此基础上，贝肯斯坦认为，黑洞的熵与其面积成正比，正式将熵引入到黑洞的研究中。同时，贝肯斯坦考虑到量子力学效应，重新求出黑洞的温度，发现并非绝对零度。有趣的是，他求出的黑洞的熵的表达式，即霍金-贝肯斯坦公式中，熵与面积的比例系数，是由真空中的光速、普朗克常数、牛顿万有引力常数和玻尔兹曼常数的乘除法组成的。也就是说，相对论、量子力学、热力学在此汇聚一堂，好不热闹。而前文提到的宇宙监督假设，又与热力学第三定律不谋而合。就这样，黑洞热力学的大厦拔地而起，集各家之大成，又浑然一体。黑洞热力学的研究，正式拉开了黑洞物理的黄金年代。而贝肯斯坦则是群星荟萃的研究大军中最闪耀的那颗。

大师在授课

2、熵增反应？

熵增原理就是孤立热力学系统的熵不减少，总是增大或者不变。用来给出一个孤立系统的演化方向。说明一个孤立系统不可能朝低熵的状态发展即不会变得有序。

系统经绝热过程由一状态达到另一状态熵值不减少——熵增原理（the principle of the increase of entropy）

对绝热过程，Q = 0 ，有ΔS（绝热）≥ 0（大于时候不可逆，等于时候可逆） 或 dS（绝热）≥0 (>0不可逆；=0可逆)

熵增原理表明，在绝热条件下，只可能发生dS≥0 的过程，其中dS = 0 表示可逆过程；dS>0表示不可逆过程,dS<0 过程是不可能发生的。但可逆过程毕竟是一个理想过程。因此，在绝热条件下，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡态。

玻尔兹曼曾经通过仔细研究两个球形分子碰撞前与碰撞后的景象，宣称能证明碰撞前的熵小于撞后的熵，因此熵在增加。但是他的证明是错的，原因是如果是这样，同样的论证过程可以运用在时间的反方向上，那么也应该是熵增，时间反方向上熵增，也就说明正方向上是熵减。

3、大学物理热力学公式？

大学物理热学部分主要研究热量、温度以及能量的转换与传递。以下是一些常见的热学公式：

1. 基本公式：

   - Q = nkT，其中 Q 表示热量，n 表示物质的热容量，k 是玻尔兹曼常数，T 是温度。

   - c = m / (v * T)，其中 c 是物体的比热容，m 是物体的质量，v 是物体的体积，T 是温度。

2. 能量转换公式：

   - W = mc²，其中 W 表示做功，m 是物体的质量，c 是光速。

3. 热量传递公式：

   - Q = A * δT，其中 Q 表示热量传递的总量，A 是面积，δT 是温度差。

   - Q = (F * L) / k，其中 Q 表示热量传递的总量，F 是作用力，L 是距离，k 是玻尔兹曼常数。

4. 温度公式：

   - T = Q / mc²，其中 T 表示温度，Q 表示热量传递的总量，m 是物质的质量，c 是光速。

   - δT = T1 - T0，其中 δT 表示温度差，T1 和 T0 分别表示两个温度。

这些热学公式在大学物理热学部分的学习中具有重要作用。在解题过程中，理解这些公式的含义和应用场景，能够帮助你更好地掌握热学知识。

物理热力学公式：p=nkt，

p压强，n单位体积内粒子数量，k玻尔兹曼常量，t绝对温度。

pv=nkt，这是克拉伯龙方程，

p压强，v体积，n粒子总数，k玻尔兹曼常量，t绝对温度

克拉伯龙方程一般写作:

PV=βRT

pvt同上，贝塔是气体物质的量即摩尔数，R是普适气体常数。

以下是一些常见的公式：

- 热力学第一定律：ΔU=Q-W高校网

- 热力学第二定律：不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响

- 熵的定义：S=kln(Ω)

- 熵的增量：dS=dΩ/T

4、正确认识系统的有序性和无序性的关系有什么意义？

如何理解自然辨证法中的有序和无序？

一、首先要理解什么是有序和什么是无序。有序即：1、在空间上表现为整齐和规则性；2、在时间上表现为周期和预见性或可测性；3、在条件上因果关系稳定，有其因必有其果。而无序正好与有序相反，通俗讲即混乱。

二、有序与无序之间具有密切的关系。

1、有序是无序产生的。例如：自然界分子的热运动，就单个分子的运动来讲是无序的，你不知道它下一刻它的运动的位置和方向，你也无法了解它的运动原因和条件。这是就单个分子或微观来讲的。但当分子的数量足够多，从宏观整体上来讲，它们的运动则是有序的，符合热力学定律。微观的基本粒子运动也是如此，故有量子力学的不可测性。所以，微观的无序导致宏观系统的有序。

2、无序是有序产生的。行星的运转，每个行星的运转是有其运动轨迹和周期的，是有序的。但整个星系运转却是无序的，目前人们无法知道银河系运动的规律和方式。人类社会活动也有类似的现象。就每个个体的人来讲，他的活动是有目的、有计划的，表现为有序性。但正是这种微观的有序性导致整个社会的无序性。这种现象在经济领域表现的尤为突出。股票市场，每个股民的炒股是有序的或理性的，但整个股市却是无序的或非理性的，不是那个经济专家或股神巴菲特能够准确预测的，经济学所谓：“看不见的手”。我们过去实行计划经济，主观愿望是对整个国民经济实行有计划的管理，但恰恰违背了商品市场规律。微观来讲就单个它的生产是有计划的，有序的，但从宏观上必然导致整个社会生产和市场的无序性。

所以，有序和无序是对微观和宏观来讲的，微观的有序必然导致宏观的无序，微观的无序也必将导致宏观的有序。反过来讲，宏观的有序是微观的无序造成的，宏观的无序也是微观的有序造成的。

三、如何判断有序和无序的程度呢？著名的物理学家玻尔兹曼提出了熵的微观解释，即著名的公式：S=kLnW,S---代表熵，k---玻尔兹曼常数=1.× 10?23 J/K ，Ln---自然对数，W---宏观状态下所包含或对应的微观状态数量，

1、随着微观状态数量的增加，S熵呈对数增加，熵的大小取决于系统的状态数的多少。

2、熵的增加意味着系统从包含微观状态少的宏观态，向包含微观状态数多的宏观态过渡或转变，即从有序向无序转变。

3、微观状态数的多少就是宏观混乱程度的大小，微观状态数越多，宏观上越混乱，越无序，也就是说：宏观的无序程度和大小是由微观的状态数决定的。

玻尔兹曼的熵与状态数的关系式揭示了熵的本质：熵代表着系统的混乱程度。熵向增加的方向发展，说明系统将越来越混乱，熵向减少的方向发展，说明系统将趋于有序。当熵等于零或为负数时，系统最有序，所以说负熵是信息，申农的信息定义：-S=kLn（1/W）,申农用负熵将信息量化。

实践中的意义：任何事物如果任其自然发展，必然造成系统熵的增加，混乱有增无减。自然界的发展总是趋于混乱。而生物界恰恰相反，就生物的进化而言，由于遗传信息存在和能量的利用导致熵的减少，其发展、进化总是由低级到高级，由无序趋于有序。