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本课件以自由膨胀为例说明热力学第二定律的统计意义，引入宏观态、微观态与热力学概率，给出玻耳兹曼熵关系式，进而定义克劳修斯熵并说明熵的计算方法与熵增加原理，揭示孤立系统中过程方向的判据。
熵与熵增加原理
熵熵增加原理
分子数
6-５-1热力学第二定律的统计意义以自由膨胀过程为例，从统计意义上阐述自然界的一切不可逆过程都具有相同的微观本质分子出现的概率与体积有关BA
宏观态
N共有5种宏观态，16=24种微观态.若有N个气体分子，微观态数目共:2N
分子数（续1）
假设气体总分子数为N，在某一个宏观态下A室中有n个分子。
可逆过程
一切不可逆过程都是从有序状态向无序状态的方向进行。
热力学第二定律的统计意义
热力学第二定律
熵与热力学概率表明，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，而这种不可逆性并不取决于过程本身，而是反映了始末两个状态在性质上的差异。
从统计意义上来认识，这种差异表现为始末两个宏观态所包含的微观态数目不同，并直接决定了过程进行的方向。
引入反映热力学系统状态的一个态函数——熵（Ｓ)单位：J·K-1玻耳兹曼关系式：熵是组成系统的微观粒子的无序性（即混乱度）的量度。
有结论
设某一热力学系统由n个子系统组成，子系统的热力学概率分别为Ω1、Ω2、…、Ωn根据概率论的乘法原理，有结论：熵具有可叠加性
熵增加原理
克劳修斯熵微观态数少的状态(Ω1)不可逆过程：→微观态数多的状态(Ω2)因为Ω1<Ω2可逆过程：Ω1=Ω2熵增加原理:孤立系统中发生的一切不可逆过程都将导致系统熵的增加；而在孤立系统中发生的一切可逆过程，系统的熵保持不变
分子在体积V中出现的几率
热力学过程
熵的变化只取决于初、末两个状态，与具体过程无关。
系统的熵等于系统内各部分的熵之和。
例1：试求1mol理想气体由初态
例1：试求1mol理想气体由初态（T1，V1）经某一过程到达终态（T2，V2）的熵变。
假定气体的定体摩尔热容CV为一恒量。
解：（T1V1）（T2V1）等体升温ΔS1（T2V1）（T2V2）等温膨胀ΔS2法一
熵与熵增加原理（续1）
（T1V1）（T1V2）等温膨胀ΔS1（T1V2）（T2V2）等体升温ΔS2法二：法三
例2：在一定压强下将1kg水从T1
例2：在一定压强下将1kg水从T1=273K加热到T2=373K，已知水在此温度范围内的定压比热容为cp=4.18×103J.kg-1.K-1,求此过程中水的熵变。
解：水在升温过程中压强不变，可以设想一个可逆的等压升温过程
例3：有一绝热容器，用一隔板把容器
例3：有一绝热容器，用一隔板把容器分为V1、V2两部分，V1内有N个分子的理想气体，V2为真空。
若把隔板抽掉，求气体重新平衡后熵增加多少？
用玻耳兹曼熵分析
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