关于《热学》中熵的探讨

（贵州省六盘水师范学院物理与电子科学系，贵州 六盘水 553004）

一、引言

熵概念在近百年前就被引入，物理学家如克劳修斯、玻尔兹曼等对熵理论的发展都曾有突出贡献[1]。近些年来，熵的研究从物理学到化学、生物学......，还扩展到通信理论和社会经济领域等。而今，熵依然是研究界的热点正日益渗透到科学技术和日常生活的许多领域。国外主要有信息熵，生物熵，社会熵及相变熵[2]研究等。熵概念较抽象，很多学生理解起来困难、吃力。本文通过样卷调查分析找出学生学习《热学》中熵时所遇的知识惑点和学习困难并提出相应的改善方法。目前，对于《热学》中熵的讨论及熵在教与学方面的分析较缺乏，且《热学》教材中对熵知识的介绍有内容局限，因此本文的分析研究，无论是对于熵的知识深化和教学促动都有重要意义。

二、《热学》中熵的探讨

1.熵的介绍

宏观上讲，熵用来度量系统内不可逆过程中初、末两态差异，体现热力学过程进行的自发方向（熵增加原理）；微观上说，熵本质是分子热运动混乱性的量度，系统混乱度越大,熵就越大，对于一个平衡态系统，其熵值最大；从玻耳兹曼熵的角度，熵是衡量系统的无序程度，若系统越无序其熵值越大；科学技术上，熵表征系统功能紊乱的程度。

2.常见的几种熵

2.1 克劳休斯熵

熵概念是克劳休斯于1854年首先提出的[3]，1865年克劳修斯据可逆卡诺循环用完全宏观的方法导出克劳休斯熵。

①由卡诺循环[4]知：

Q1为系统从高温热源所吸热,Q2为向低温热源所放热，Q1与Q2均为代数量,对于可逆卡诺循环，热温比Q/T代数和等于零。……