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答曹博士:“试评”中的“熵产生”

已有 3501 次阅读 2010-4-10 15:06 |个人分类:科学发展|系统分类:观点评述| 热力学, 熵增, 熵产生, 热二律

 

1. 曹博士说:[大王自己对其本人制造的熵产生”…概念似乎都忘记了。]

 

答:我的主张:[熵产生”…概念不是大王自己本人制造的]。我的举证:引自我的正熵产生原理(普及版)博文:

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熵产生概念出现的背景:

1. 众所周知,熵增原理是仅仅适用于孤立体系的。正熵产生原理则不同,它是普适于任何宏观体系的。因此作一般性的讨论时都应该采用正熵产生原理。这是热力学中的一个最基本的要点

2. 随着经典热力学的发展,特别是吉布斯函数和化学势的引入对等温等压的封闭体系和开放体系几乎都可以使用。相比之下熵函数的适用面就明显地太狭窄了。于是在20世纪初,杜亥姆 (Duhem),纳坦舜 (Natanson) 和乔曼 (Jaumann) 等人引入了熵产生和熵流的概念。于是得到比熵增原理更普遍适用的正熵产生原理,它可以适用于任何孤立、封闭和开放的宏观体系。熵产生的概念不是普利高京首先引入的,不要把它称为普利高京的熵

 

正熵产生原理:

体系的熵增 dS 可以分成两部分,即: dS = diS + deS。其中熵产生(diS就是由于体系内部不可逆过程引起的熵增部分,而熵流(deS就是由于体系和环境的物质和能量交换引起的熵增部分。任何体系的熵产生都是正的,即[diS ³ 0],这就是正熵产生原理。

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2. 曹博士说:[由于"耗散"非耗散可逆不可逆是两王争论的核心]

 

答:我的主张:[我同意,同时必须补充,真正的核心是熵概念的科学发展]。我的举证:引自我的正熵产生原理(普及版)博文:

 

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熵的重要性是无可置疑的。科学网上有关熵的讨论也已经不少,但是似乎过于经典或有些偏颇。特别是熵增原理被滥用于非孤立体系是不正确的。

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3. 曹博士说:[大王的错误是:把非耗散(的能量转换)定义为从非平衡初态到非平衡终态而没有可利用能量相关的消耗和散失,数学表达式为[diS1 < 0, diS2 > 0 & diS = 0]”,而把耗散(的能量转换)定义为从非平衡初态到非平衡终态而产生可利用能量相关的消耗和散失,[diS1 < 0, diS2 > 0 & diS > 0]”]

 

不回答,只希望曹博士对自己的主张举证。

 

4. 曹博士说:[根据热二定律,非耗散系统的diS ≥ 0,而不是大王的等式。对于耗散系统,因其开放性,其熵变可以大于零、也可小于零。]

 

答:我的主张:[曹博士对热二律的表达不正确或片面。特别是对开放系统的描述不是热二律]。我的举证:引自我的正熵产生原理(普及版)博文及Kondepudi & PrigogineModern thermodynamics—副标题略, p. 89.

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正熵产生原理就是: 任何体系的熵产生永远大于或等于零。它的数学表达式:diS ³ 0。它适用于孤立、封闭和开放体系,因此正熵产生原理也称为普适的热力学第二定律。

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For isolated system, ...  diS ³ 0 (3.4.8)

For closed system, ...   diS ³ 0 (3.4.9)

For open system, ...    diS ³ 0 (3.4.10)

Whether we consider isolatedclosed or open systemdiS ³ 0. This is the statement of the Second Law in its most general form.

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5. 曹博士说:[这里要说一说克劳修斯的‘补偿’”概念里,“热力学耦合”的正熵产生原理的数学表达式diS1 < 0 diS2 > 0 & diS ≥ 0这是指整个系统是孤立的(diS ≥ 0),与普里高津的说法不矛盾,或者说普里高津与克劳修斯不矛盾,但大王与普里高津的说法是矛盾的。]

 

答:我的主张:[曹博士这段话中“这是指整个系统是孤立的(diS ≥ 0”是不正确的因此其他描述也不正确的。我的举证:可以同上述第4点的举证,如需要有更多的举证。

 

其他我的评论和曹博士的回复就不重复了。



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1 许浚远

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