文献类型：期刊文章

作　　者：薛提微[1] 吴晶[2] 李阳[1] 过增元[1]

Tiwei Xue;Jing Wu;Yang Li;Zengyuan Guo(Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education,Deparment f Enginering Mechanics,Tsinghua University.,Beijing 100084.China;Department of Engineering Thermophysics,School of Energy and Power Engineering,Huazhong Universiy of Science and Technology,Wuhan 430074,China)

机构地区：[1]清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084 [2]华中科技大学能源与动力工程学院工程热物理系,武汉430074

出　　处：《科学通报》

基　　金：国家自然科学基金(51356001)资助。

年　　份：2022

卷　　号：67

期　　号：25

起止页码：3081-3087

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EAPJ、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：物理量的正负值性质不仅取决于它的零点选择,还通常与它的物理意义有关.一般约定用正值代表正面的、积极的事物,负值代表负面的、消极的事物.然而,状态量熵却是一个“奇怪”的物理量.它代表了一种负面的、消极的事物,但却一直被视为正值.基于平衡态热力学的对称性,我们建立了一个理想固体状态方程,该方程要求熵应具有负值性质;并从物理上规定了熵的零点应为熵的极大值点,即零压理想气体(理想气体的极限状态).分析表明,普朗克关于能斯特热定理的熵表述并不普适,它仅对单组分物质如完美晶体有效,“熵不可能为负”并不是一个绝对的事实.历史上选择零温完美晶体作为熵的零点是非物理操作,只涉及方便性的问题.以零压理想气体作为熵的零点,其他所有热力学状态的熵均为负值,实现了熵的零点与其宏观和微观物理意义的统一,熵的负值(即熵的绝对值)愈小,系统的不可用能愈大(可用能愈小),无序度愈大(有序度愈小).这与人们的认知习惯相符.与选择零温完美晶体作为熵的零点不同,零压理想气体作为熵的零点同时也是热力学对称性的要求,是一种基于物理本质的选择.此外,零压理想气体是理想气体状态方程和理想固体状态方程共同的熵零点,可以对两个极端方程之间的各种实际状态方程的适用范围作统一定位和划分.

关 键 词：熵  负值  零点  理想固体  理想气体

分 类 号：O414.1]