可逆与不可逆是矛盾的对立统一——兼批“热寂说”、讨论热力学第二定律

热力学第二定律是一条自然规律,它是于1850年和1851年由克劳胥斯和开尔文分别在卡诺循环的基础上总结出来的。热力学第二定律的克劳胥斯说法是:“不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。”开尔文说法是:“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功,而不产生其他影响。”这两种说法意义相同,只是表述形式不同。一百多年来,还没有发现违反热力学第二定律的事例。在建立热力学理论体系的过程中,出现了“宇宙热寂说”。1865年克劳胥斯提出了“宇宙的熵趋于极大值”的荒谬结论。1867年他进一步说:“当熵达到它的最大值时,宇宙就不可能再发生任何大的变动,将处于某     

宇宙热寂说的要害是什么?——兼评热力学第二定律

自从上世纪中叶发现热力学第二定律以来,围绕所谓“宇宙热寂说”的斗争就始终没有停止过。克劳胥斯等人宣称:根据第二定律,宇宙的熵趋于极大值,宇宙中的一切能量最终都将退降为热能,而热能又趋于均匀分布,到达所谓热平衡以后,宇宙中的一切宏观过程就都停止了。用克劳胥斯自己的话说就是:“这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态。”即整个宇宙将以热寂而告终!这显然是一种危言耸听的反动谬论,它迎合了宗教关于“上帝创世”与“世界末日”的迷信妄说,反映了没落的剥削阶级预感到自己行将灭亡时的惶恐     

略谈第二定律和混乱度

表述热力学第二定律有各种说法,其实质都是指出某种特殊的具体过程的不可逆性。例如克劳胥斯的说法是“不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。”这种说法是指热传导的不可逆性。既然它是指具体过程的特殊性而言,就必然要有一定的条件。因为“一切个性都是有条件地暂时地存在的”。上述克氏说法的条件是指单纯的热传导过程,没有其他能量形式的转换,而且是指高温物体和低温物体所组成的体系而言的。倘若我们举出一个例子,如将煤和空气一起投入火红的炉子,煤和空气中的氧(我们所考察的系统)便发生化学变化,由于燃烧所释放出来的化学能,使得“体系”加热,即升温,这个过程却是从低温向高温迁移。粗看起来,似乎驳斥了克氏说法,但其实不然,这里已把化学能转化为热的能量转换过程加了进去。前提条件已经不同了,自然就不会有相同的结论。所以不能脱离条件来谈变化,把不同的特殊过程混淆在一起。第二定律的表述形式不管是以什么样的具体说法出现,最终可以归纳成孤立体系中的自发变化是熵增加的结论。严格地讲,自然界中是不存在真正的孤立体系的,因为“每一事物的运动都和它的周围其他事物互相联系着和互相影响着。”例如,地球上的任何体系     

对立统一规律也是热现象中的一般规律

编辑同志:读了贵刊关于热力学第二定律的两篇文章(《熵与混乱度》、《热力学第二定律从物理说法导出数学说法》,1974年第5期),有些看法。这两篇文章毫无批判地向我国读者介绍西方科学家的这些观点,是不适宜的。毛主席早就教导我们,对于一切外国的东西,必须“把它分解为精华和糟粕两部分,然后排泄其糟粕,吸收其精华,……决不能生吞活剥地毫无批判地吸收。”(《新民主主义论》)毫无疑问,对于化学知识方面,我们也应当采取这一正确的方针。克劳胥斯(Clausius)对热力学第二定律所做的片面概括和推论,对于读过《自然辩证法》的同志来说,是熟悉的。恩格斯尖锐地指出:“克劳胥斯的第二原理等等,无论以什么形式提出来,都不外乎是说:能消失了,如果不是在量上,那也是在质上消失了。熵不可能用自然的方法消灭,但可以创造出来。宇宙钟必须上紧发条,然后才走动起来,一直达到平衡状态,而要使它从平衡状态再走动起来,那只有奇迹才行。”(《自然辩证法》261页)克劳胥斯不承认自然界运动形式的质的多     

克劳胥斯学说的实质

克劳胥斯的学说到底是认为过程的方向是有条件的,还是认为天然过程的方向是无条件的,到底是辩证法思想的发展,还是形而上学的思想体系,这不但对于批判“热寂说”很重要,就是我们学习热力学或讲授热力学,也是首先要弄清楚的,因为这是整个热力学思想体系的实质与核心,克劳胥斯所反复论证的正是天然过程的方向永远不会改变,“自然变化总是单向地趋向静止”,①就是对过程方向无条件看法的概括,这种思想贯穿于热力学理论体系的各个环节,是我们理解、把握这个学说的要领和关键,不了解这一点,就没有抓住克劳胥斯学说的真髓而弄清楚热力学究竟是怎么一回事。     

“热寂说”及其变种必须彻底批判

一百年前曾被伟大的革命导师恩格斯彻底批判了的“热寂说”,至今还在帝国主义和社会帝国主义国家里阴魂不散,它的变种更是披上各色“科学”外衣,适应着帝国主义、社会帝国主义扩张政策的需要,而粉墨登场了。一九五一年罗马教皇庇护十二,在《从现代科学来看上帝证明》的演说中宣称:“……根据鲁道夫·克劳胥斯所发现的热力学第二定律认识到自发的自然过程总是跟有用的自由能的减少相伴随的,这种情况必然会最后引起在封闭的物理系统中量的过程的终止。这种命运般的现象,好象出于实证科学经验一样,迫切地要求一个必然实质的存在。……承认宇宙中有个神圣的造物主,……”。一九七一年美国一大学教授写道:“看来,没有任何理由怀疑宇宙,至少是我们可以观测到的那部分宇宙,正在以下述方式走下坡路,即能量正在从恒星和气态星云等区域源中流出,并扩散到外层     

正确评价热力学第二定律

“热寂说”的出笼和热力学第二定律是有密切联系的。为了彻底批判“热寂说”,必须以马克思主义哲学为指导正确评价热力学第二定律。热力学第二定律是不是一条普遍的自然规律?如果它包含了合理的内容,为什么不能外推到宇宙?物质运动到底是可逆的还是不可逆的或者是二者的对立统一?这些都是值得深入研究的问题。现谨就《化学通报》1975年第6期的讨论谈谈个人的看法,和同志们商榷。我们认为:伟大的革命导师恩格斯批判“热寂说”的有关论述,是正确评价热力学第二定律的准绳,是既不能违背也不能曲解的。     

必须批判资产阶级自然观对热力学第二定律的歪曲

十九世纪中叶,正当大工业机器生产得到进一步发展的时候,机械工业要求提高热机效率以适应当时生产的发展。实际上当时的热机效率很低,仅及燃料供给热量的1—2%,如果消除摩擦、辐射等所消耗的热量外,热机能否全部地把热能转化为有用的机械功?这是当时机械设计的一个极其重要的课题。早在1824年卡诺分析了吸热作功的关系,提出了卡诺循环。后来开尔芬根据卡诺循环指出了在热能转化为机械功的时候,需要一个高温(T_1)热能源和低温(T_2)的热能储,热功转化的效率在本质上需受这两个温度的差值(T_1-T_2)的限制,热机效率(η)服从下列关系式:η(?)(T_1-T_2)/T_1在这个原理里就已经预示了一个范围较广的、不限于热转化为机械功的客观规律的存在。这个规律就是热力学第二定律。到了十九世纪中叶,克劳胥斯(Clausius)(1850年)和开尔芬(Kelvin)(1851年)分别提出了他们各自关于热力学第二定律的说法。接着克劳胥斯在1854年引入了熵的概念并且在1865年给这个热力学状态函数命了名。自那以后,热力学发展很快。到了十九世纪末叶吉布斯(Gibbs)、波尔兹曼(Boltzmann)等人使用了经典力学的理论和数学统计     

学习运用唯物辩证法指导自然科学理论研究——兼评“公理式热力学”

读了《化学通报》1974年第2和第5期刊载关于热力学第二定律的三篇文章,很受启发,感到这确是值得讨论的问题。这里,试谈我们对于《热力学第二定律从物理说法导出数学说法》一文(以下简称《说法》)的看法,来共同讨论。《说法》一文向我们介绍了“公理式热力学”在热力学第二定律方面的主要内容,并认为这一“导出”工作“推进宏观的热力学第二定律到完善阶段”。其实,这种“导出”工作只是用逻辑推理的方法,把“物理说法”的物理内容抽去,使剩下“几何学中公理的形式”,即“数学说法”。这是“公理式热力学”的要求。该文那样说,实际上就是说,“公理式热力学”是宏观的热力学的完善阶段。这种观点我们认为有认真讨论的必要。     

对批判“热寂说”、讨论热力学第二定律有关文章的意见和希望

编辑同志:《化学通报》自1975年第4期开展批判反动的“宇宙热寂说”、讨论热力学第二定律以来,发表了一些用唯物辩证法批判自然科学领域中唯心主义和形而上学的文章。这是用马列主义、毛泽东思想占领自然科学阵地,在科技战线实行无产阶级专政的重要任务,也是对邓小平及其在科技界的代理人大刮右倾翻案风、推行修正主义科研路线的迎头痛击!为了把这一革命大批判深入地开展下去,提出几点不成熟的意见和希望,供编者和作者参考:一、讨论中存在的一个明显的分歧,是“热寂说”与热力学第二定律的关系问题。有的同志认为,热力     

“四人帮”与热力学第二定律

一九七四年十月起,在自然科学领域里,突然刮起了一股以批判反动的“热寂说”为名、全盘否定热力学第二定律的邪风,确曾一度使善良的人们丈二和尚摸不着头脑。“四人帮”被粉碎了,于是真相大白于天下,原来这股邪风的风源就是“四人帮”。自一九七二年以来,我们敬爱的周总理根据伟大领袖毛主席的指示精神和我国科技战线的现状,针对     

必须坚持辩证唯物论的认识论——谈如何看待热力学第二定律的几种说法之间的关系

读了《化学通报》1975年第1期发表的陈鹰同学的信后很受启发,它反映了经过无产阶级文化大革命和批林批孔运动的锻炼,我国青年一代的革命精神和教育战线的大好形势。关于热力学第二定律几种说法之间的关系,下面谈谈我们的一些看法。《热力学第二定律从物理说法导出数学说法》(《化学通报》1974年第5期,以下简称“说法”)把热力学第二定律的几种不同说法割裂开来,认为它们“彼此独     

热力学第二定律从物理说法导出数学说法

前言宏观的热力学第二定律有两种说法:一种是根据循环过程的物理模型拟出的,简称“物理说法”,其中最有名的是 Kelvin 和 Clausius 的两个说法;另一种是以表达绝热过程的微分式的几何性质为出发点拟出的,简称“数学说法”。这两种说法都能导出决定过程方向的状态函数“熵”的概念,但物理说法和数学说法彼此独立,没有关系。1961年 B.Crawford 和 I.Oppenheim从两个物理说法导出数学说法,把两种不同的说法联     

高举毛泽东思想伟大红旗积极参加社会主义文化大革命

毛主席教导我们,社会主义社会还存在着阶级和阶级斗争.毛主席说:在我国“无产阶级和资产阶级之间的阶级斗争,各派政治力量之间的阶级斗争,无产阶级和资产阶级之间在意识形态方面的阶级斗争,还是长时期的,曲折的,有时甚至是很激烈的”.文化战线上兴无灭资的斗争,是无产阶级同资产阶级、社会主义同资本主义两个阶级、两条道路、两种意识形态之间的阶级斗争的一个重要方面,无产阶级要按照自己的世界观改造世界,资产阶级也要按照自己的世界观改造世界,社会主义的文化,要为工农兵服务,为无产阶级的政治服务,为巩固和发展社会主义制度、逐步向共产主义过渡服务。资产阶级、修正主义的文化,     

关于熵和过程的不可逆性的几点补充

(一)熵变由“热温商,”和“增益熵”两部分所构成。在去年11月号我所写的短文中提到S-Σ≥0(1)可以作为过程的可逆与不可逆性的一般判据,式中S为终态和初态之间的熵变,Σ为过程的热温商。最近看了Prigogine和Defay的“化学热力学”,知道这一说法是和Clausius最先提出并为DeDonder(比利时的著名热力学学派的创始人)广泛引用的判据δQ＇=TdS-δ≥0(2)一致的,因为用T除(2)式并积分就得到(1)式。Clausius把δ Q＇称为“不被补偿的热(uncom-pensated heat)”。仿照Clausius,令     

补偿效应：一条化学/化工动力学基本定律的探讨

补偿效应揭示了Arrhenius方程中反应速率常数k的指数项(-E/RgT)与指前因子(k0)项存在着相互补偿关系。不仅存在于催化与非催化,均相与非均相的反应体系及需要克服能垒的物理过程,而且也存在于生命与非生命、能源、环境与材料等许多领域。本文对补偿效应的定位、理论解释及适用范围进行了探讨,指出其在化学/化工动力学中占有重要位置,不仅是一条定律,而且是与质量作用定律、Arrhenius定律并列的又一条基本定律。本文从统计学角度对补偿效应进行了概率分析,试图对其给出更为广义的理论解释,并指出,均相反应体系和非均相反应体系本质上都是不均匀的。中间络合物生成具有耗散结构特征,在近平衡(准平衡)线性区进行,无序度减小伴随着能量及无序度的同向变化,这是补偿效应存在的根本原因。从而提出了反应速率常数中能量分布、无序度分布的概率因子。其对补偿效应的概率解释与能量指数分布说/焓熵补偿关系说是统一的而非对立的。进而还讨论了自然指数律/自然补偿律,指出补偿效应是自然界存在/运动所遵循的自然律在化学反应领域的具体体现。     

培养学生辩证唯物主义世界观的基础的几点体会

一、使学生认识世界的客观性辩证唯物主义世界观的基本观点是:“物质第一性,意识第二性”。但是在教学过程中,我们不能把这些观点直接地向学生硬灌。而必须把化学课的讲授和辩证法则联系起来。例如,在开始讲解物质时,就要广泛地联系实际,使学生深刻了解自然界一切物体都是由物质构成的。然后再逐步深入地研究物质的内部构造——物质由分子组成、分子由原子组成、原子由电子和原子核组成、原子核又由质子和中子等组成。因为分子、原子、质子、电子……等小微粒都是不能直接知觉的。当形成这个概念时,如果不能以生动的事例来证明,就很可能把学生引导到唯心主义的道路上去。例如最初介绍原子-分子论时,有的学生就说:“讲了半天原子、分子,到底什么样谁也没看见过,说不定这是科学     

从元素周期律的发现看“天才论”的破产

在人类认识物质世界的进程中,对元素及其化合物性质的研究,对未知元素的探索,曾经存在一定的盲目性。随着生产的发展、科学实验的深入,门得列耶夫(1834—1907)在前人工作和他自己实践的基础上,发现了元素周期律。从此,元素的研究工作,新元素的探索,新物质、新材料的寻找,有了一个可遵循的规律。随着对元素周期律认识的不断深入和发展,人们运用这一规律在认识和改造自然的斗争中发挥着越来越大的作用。周期律的发现进一步从自然科学上论证了辩证唯物主义的意义。周期律揭示了元素由量变过渡到质变、量和质是相互关联的实质,驳斥了把事物的发展看成只有量变没有质变的机械论的自然观,以及否认自然界中相互联系和相互转化的形而上学的自然观。周期律的发现是辩证唯物主义的伟大胜利。在自然科学史上,在文教战线上,始终存在着两个阶级、两条路线、两种思想的斗争。资产阶级学者总是极力宣扬“天才创造科学”、“头脑里出科学”。他们把     

纳米团簇研究新进展及其在分析化学中的应用

在对自然世界客观规律的探索中 ,研究对象的三维空间尺寸从大的方面说 ,利用射电天文望远镜已将视野延伸到 2 0 0亿光年之遥的广漠太空 ;从小的空间而言 ,对“基本粒子”的穷究越来越往更小的单元延伸。 1 7世纪的自然科学家依靠个人的努力即可对宏观世界揭示出具有普遍意义的科学定律和自然界的基本规律 ,如今则需要学科渗透、交叉和联合。化学家长期以分子、原子作为研究对象 ,曾忽略了对分子以上层次的研究。如今 ,尽管包括化学家在内的广大科学家对分子以上、1 0 0ｎｍ以下的尺寸范围即介观层次的纳米微粒的艰辛研究已有二三十年 ,取得…     

一节初中化学课的观摩记

上课铃响过以后,课室安静地在等待着老师。几十双眼睛盯着老师的出现,目送着她从容地走向讲台。学生照例地循着对待老师应有的礼节起立,齐声喊:“老师好。”老师亲切地给学生答礼;和谒地注视着同学,就这样开始了教学活动。“在自然界中那一种元素分布得最广?”教师向所有的学生,提出了这—问题。差不多学生们用同一个声音说出了答案“氧”。老师在肯定了学生回答正确以后,引申地说:”我们今天所要讲的就是氧。”这时,在黑板上写了“第三章氧和空气”这—课题。