热力学中的吉布斯悖论(又称吉布斯佯谬)是由美国物理学家约西亚·吉布斯提出来的。吉布斯悖论一直是统计力学和量子力学的学科发展中的一个重要议题。
简介热力学中的吉布斯悖论(又称吉布斯佯谬)是由美国物理学家约西亚·吉布斯提出来的。吉布斯悖论一直是统计力学和量子力学的学科发展中的一个重要议题。
混合当然是指不同物质的混合。相同的物质放在一起就不叫混合了。混合熵的计算数值是一定的,无论两种物质 A 和 B 仅仅有些微差别还是差别很大。当两种物质仅仅有些微差别时混合过程仍然有所谓混合熵。当两种物质完全相同时混合熵的计算数值为零。混合熵随A和B的相似程度的变化是不连续的。
对这个佯谬的解释是,当气体不同时,不论其程度如何,原则上是有办法把它分开的,因此混合有不可逆的扩散发生。但如果两气体本来就是一种气体的两部分,则混合后是无法再分开复原的。因此在理论上并无矛盾。对吉布斯悖论中的混合熵随A 和B的相似程度的变化的不连续性有多种解释。
真要解吉布斯悖论就必须证明混合熵实际上是连续变化的。约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)提出混合熵随A和B的相似程度的变化而连续地变为零。1
熵化学及热力学中所谓熵(英语:entropy),是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数,也就是当总体的熵增加,其做功能力也下降,熵的量度正是能量退化的指标。熵亦被用于计算一个系统中的失序现象,也就是计算该系统混乱的程度。熵是一个描述系统状态的函数,但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较,它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义,是各领域十分重要的参量。1
混合熵设在一密闭容器的两边分别装有服从理想气体假设的两种气体1和2,其温度及压力均相同,中间以一隔板隔开。当隔板抽去之后,1 和2两种气体分别扩散至整个容器空间,直至分布均匀为止。设和
分别为气体1和气体2在混合气体中所占摩尔分数。混合熵
为:
其中
为气体常数
为气体的摩尔数。1
本词条内容贡献者为:
胡建平 - 副教授 - 西北工业大学