熱力學的理論基礎知識

 　　熱力學第二定律和熱力學第一定律一起，組成了熱力學的理論基礎，使熱力學擁有了完整的理論體系，成為物理學的重要組成部分.但是湯姆孫和克勞修斯等人卻錯誤地把熱力學第二定律推廣到整個宇宙，得出了宇宙“熱寂”的荒謬結論：“宇宙越接近于其墑為一最大值的極限狀態，它繼續發生變化的機會就越少，如果最后完全到達了這個狀態，也就不會再出現進一步的變化，宇宙將處于死寂的永遠狀態.”

　　他們不恰當地把局部物質世界的部分變化過程的規律推廣到整個宇宙的發展全過程，同時也不顧這些定律的適用范圍和條件，把孤立體系的規律，推廣到無限的、開放的宇宙，因而得到了荒謬的結論.事實上，許多事實證明了宇宙演變的過程并不遵守這些結論.

　　1877 年玻耳茲曼寫道：" (熱力學)第二定律是關于幾率的定律，所以它的結論不能靠一條動力學方程(來檢驗). ”在討論熱力學第二定律與幾率的關系中，他證明了嫡與幾率W 的對數成正比.后來普朗克把這個關系寫成S 一klnw ，并且稱k 為玻耳茲曼常量.這一關系式猶如橫跨宏觀與微觀的橋梁，有了這一關系，其他熱力學量都可以推導出來.這樣就可以明確地對熱力學第二定律進行統計解釋：在孤立系統中，滴的增加對應于分子運動狀態的幾率趨向最大值(即最可幾分布).嫡減小的過程不是不可能，系統達到平衡后，滴值可以在極大值附近稍有漲落.

　　17 世紀末阿蒙頓觀測到空氣的溫度每下降一等量份額，氣壓也下降一等量份額.繼續降低溫度，總會到達氣壓為。的時候，所以溫度降低必有一限度.他認為任何物體都不能冷卻到這一溫度以下，他還預言，達到這個溫度時，所有運動都將趨于靜止.這個溫度就是“絕對零度”.

　　“絕對零度不可能達到”這樣一條物理學的基本原理到1912 年才被正式提出來.1906 年，德國物理化學家能斯特說：“在低溫下，任何物質的比熱容都要趨向某一很小的確定值，這個值與凝聚態的性質無關.”后來，能斯特通過實驗證明，這個“很小的確定值”就是。，與愛因斯坦的比熱容量子理論一致.當時，能斯特并沒有利用嫡的概念，他認為這個概念不明確.但普朗克則相反，把嫡作為熱力學最基本的概念之一，所以當普朗克了解到能斯特的工作后，立即嘗試用嫡來表述“熱學新理論”.

　　他的表述是：“在接近絕對零度時，所有過程都沒有嫡的變化."

　　1912 年能斯特在他的著作《 熱力學與比熱》 中說：“不可能通過有限的循環過程使物體達到絕對零度.”這就是絕對零度不可能達到的定律，也是熱力學第三定律通常采用的表述方法.后來，西蒙在1927 年至1 , 37 年對熱力學第三定律作了改進和推廣，修正后稱為熱力學第三定律的能斯特一西蒙表述：當溫度趨近絕對零度時，凝聚系統(固體和液體)的任何可逆等溫過程.

　　(責任編輯：彭海芝)

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