物理化学基础 · 第五章 · 互动实验

熵变收支判断器

别只盯着“系统变乱了还是变整齐了”。把系统和环境的熵变放进同一本账,才看得见一个过程在给定方向上能否自发。

ΔS宇宙 = ΔS系统 + ΔS环境 孤立体系中,自发过程的总熵不会减小;宇宙可近似看作这个“总账”。

过程选择

输入当前条件

可拖动刻度或直接输入数值。正号表示该部分熵增加,负号表示该部分熵减少。

为便于比较,两个输入必须使用同一单位。示例均以 J·K⁻¹ 计。

一个常见误会

“系统熵减小”不等于过程不可能。结晶、蛋白质折叠都可能让系统更有序;只要环境得到的熵更多,ΔS宇宙仍可大于零。不能自发减小的是孤立体系的总熵,不是每个局部系统的熵。

可逆膨胀为什么是零?

对 1 mol 理想气体由 1 L 可逆等温膨胀至 2 L:

ΔS系统 = nR ln(V₂/V₁) = 8.314 ln 2 = +5.76 J·K⁻¹

气体从环境吸收可逆热量,环境恰好是 −5.76 J·K⁻¹。两者相抵,ΔS宇宙 = 0。这是无限缓慢、无有限温差的极限,不是“普通膨胀一定没有熵产生”。