飞凡 颠覆平台真面目 认识论·变量逻辑综述,兼对热力学第二定律之颠覆(15)



(续接上帖)

 飞凡 颠覆平台真面目 认识论·变量逻辑综述,兼对热力学第二定律之颠覆(15)

熵概念的变量逻辑缺陷固然可以通过引入“流存量”的热概念加以解决,但是如前所说,这样一来熵概念也就名存实亡,成为了“点热容”的马甲概念了。

想一想,在热力学中,既能够与热Q相互转化,又表现为系统的内部性质的变量是什么?当然是“内能”!因此,类比电容、库容这种概念,我们可以定义一个叫做“能容”的热力学状态函数,来替代具有明显逻辑缺陷的熵概念。

电容是一个导电体的自身性质,是一个状态函数。但是,电容的定义和这个导体具体有没有带电没有任何关系,它表示的只是导体所能够集聚的电荷量和达到的电位之间的一种关系。知道了电容参数,我们就可以知道,要想让导体具有多高电位需要加给多少电荷,或者反过来,通过测得电位就知道它带有多少电荷。

电容的这种定义方法,就像一个水库的库容特性参数不是以实际的蓄水多少来定义一样,只表示能力。例如,三峡大坝建成之后,水库的形状随之定型,在每一个蓄水高度上都有一个确定对应的库容值(蓄水量),正因为如此,只要给出蓄水高度,就知道了蓄水量,所以水库当中有多少水,往往用更加直观的蓄水高度表示。水库的管理者当然可以考虑在某一蓄水高度上,要容纳上游的N亿立方米洪水会导致水位增高多少这种问题;也会需要知道在现有的蓄水高度,要减少N亿立方米库容需要把水位放低到多少米这种问题。只要在“水位—库容”曲线上查一下就知道了。

电容、库容的概念为何不会造成变量逻辑问题?导体上的电荷,当然可以连续地加上去,但是,你也可以看作是把“一团”电荷一次性加上去的。水库的水,当然是连续流入或流出的,但是,你可以只考虑水的体积问题,即从H1的蓄水高度增加到H2的蓄水高度,库容能力增加了多少,也就是在两个高程之间的水库容积问题。

我们考虑物系内能和温度之间的动态关系,即要使物系从温度为T1的状态升高的温度为T2的状态,其内能的变化即需要增加多少内能。由此,我们引入一个“能容”的概念。

【平均能容】使得物系经历一个升温过程⊿T,平均每升温1K所需要增加的内能。我们用CN表示“平均能容”,即

CN≡⊿E/⊿T=(E2-E1)/(T2-T1)

我们考虑系统在一个状态点上温度因为内能E的无穷小扰动dE带来的温度变化dT,也就是“点能容”的概念:

Cn=dE/dT

其物理学意义是,使物系升高单位温度所需要的提供的能量,与平均能容相同,只是考察的对象和方式不同。请注意:Cn是状态函数,反映的是物系在T点上的性质,而CN是过程函数,反映的是物系经历从T1到T2过程的内能变化情况。

一些读者可能已经看出,“点能容”和经典的热力学对等容情况下的点热容的表达具有完全一致的形式,即Cv=dE/dT。但是,点能容是一个直接的定义,不需要通过把一个认为是过程函数的变量(Q)微分化处理(即写为δQ或者dQ)来推演。点能容概念物理意义十分清晰,变量逻辑也顺畅无误(定义式中全部为状态量:状态量的T、E,其微分dT、dE也是状态量,两状态量的比值还是状态量)。

能容概念有什么用途?

通过Cn=Cv=dE/dT,我们知道,由于等容状况下,物系吸收的热全部转化为内能,因此,可以用传热的实验确定热容和能容。当然,我们也可以用压缩做功的办法,把机械能转化为内能。其次,这一概念揭示了作为“流存量”的热Q概念的成立,给予了热Q微分化处理的“合法”理由——在dQ表达式中,Q不是对应于一个完整过程的过程量,而是对应于状态点T的一个状态量,即“流存量”。

到此为止,有些读者可能会想到:是否可以从“熊”和“能容”这些新的、符合变量逻辑的概念给出宇宙运动的另一种趋势预测?就像克劳休斯给出“热寂”论断一样?

请您不要再继续作任何进一步的妄想了!现代物理学已经误入歧途——认为宇宙是一个开放的系统,它将无休止地永远膨胀开来。事实上,古老的中华哲学已经给出了根本的答案:宇宙万物运动,有生于无,无生于有,物极必反,否极泰来。总而言之,宇宙运动不可能具有单向的趋势。(请续看下帖)

  

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