T09 - T10 任何体系都趋向熵最大

目标:说明每个孤立体系都趋向熵最大。

体系有两种类型:

  • 开放体系 体系与环境既有能量交换又有物质交换
  • 孤立体系 体系与环境既无能量交换又无物质交换

图T9中有一堆砖头,正用来以特定的方式排列筑墙。砖本身是由来自不同地方的原料混合在一起制成的,体系的混乱度看来好像在下降。但是,筑墙工作并不能看做孤立体系,因为外界以功的形式向这个过程提供了能量。

 

  如果把人也包括在体系中, 那么他们的新陈代谢会引起熵增加。人工作时,代谢废物,如热量、 水和二氧化碳会排出体外。

机器(例如图T9中的起重机)的燃料在内燃机内高温燃烧,产生废弃物。燃油与氧气燃烧产生的热量,以及进入体系的废弃物都使体系的熵增加。

图 T10 利用一双靴子的磨损与撕裂来说明这个问题。靴子的磨损与撕裂过程中会有一些物质(如橡胶粒子)散失到周围,造成熵增加。该过程做功,也存在热交换,显然体系的混乱度增大。