警惕热力学的 经典牢笼 我完全同意李铭老师提出来的文字表达式 非耗散 + 准静态 = 可逆 。实际上应该表达为 经典热力学认为:非耗散 = 可逆。 李老师已经把问题的一半解决了。留下来的另一半应该由我来解决。 即 现代热力学认为:非耗散 可逆。 于是什么是 现代热力学的问题就应该由我回答了。答案就在我的两篇博文 扩展卡诺定理 和 克劳修斯的补偿 中。克劳修斯的补偿现在就称为热力学耦合, 1865 年克劳修斯的原话是: 第二基础原理,在我所给出的形式中,断定所有在自然界中的转变可以按一定的方向, 就是我已经假定是正的方向, 不需要补偿地由它们自己进行;但是对相反的方向,就是负的方向,它们就只可能在同时发生的正转变的补偿下进行。 显然,克劳修斯所讨论的体系中至少包含两个(或两类)过程: 1. 正的方向的不需要补偿地由它们自己进行的自发不可逆过程;和 2. 负的方向的在同时发生的正转变的补偿下进行的非自发不可逆过程。 用熵产生的数学式来表达,就是 。 这就是现代热力学(狭义的)。其中, 非自发过程的熵产生是负耗散的,即 d i S 1 0 ;自发过程的熵产生是正耗散的,即 d i S 2 0 ;而经过补偿以后体系的熵产生仍然不可能是负耗散的,即 d i S = ( d i S 1 + d i S 2 ) ³ 0 。 现代热力学(狭义的)就是处理多个不可逆过程相互耦合 (又称补偿)复杂 体系的热力学。因此现代热力学认为,非耗散(狭义的)就是两个 不可逆过程的正耗散和负耗散恰好补偿的体系,即 。当然还是不可逆。 把我的三段论用式子来表达: 不可逆 可逆, 非耗散可以是不可逆, 所以,非耗散 可逆。 正如我在 经典牢笼 博文中所说: 在经典热力学中 , 过程的熵产生 d i S p 永远等于体系的熵产生 d i S, 经典热力学第二定律的数学表达式就应该是 : d i S p d i S 0. 也就是说 , 在 经典热力学中,或者说在 经典牢笼 中,总是把体系和过程当成是一回事,只考虑单一过程的简单体系。更严格地说 经典热力学只考虑非耦合(又称无补偿)体系 。因此, 经典热力学认为:非耗散 = 可逆。这个结论只适用于经典热力学的对象,而不是普适的。 千万注意:这个 经典牢笼 可能还笼罩着我们,甚至要经历一代人。