[社会观察]付广教授值得尊敬 [复制链接]

关于热力学第二定律，在寒武先生“有机还是无机”迷思的帖子中，寒武先生是这样表述的，“热力学第二定律是针对封闭的系统提出的，可是地球不仅不是封闭的，而是一个典型的耗散系统，而且是一个极其复杂、多层次的耗散系统。有着复杂的物质和能量的交换，既有和外部的，也有内部不同部位的”。
寒武先生的错误是：
1、热力学第二定律既适用于孤立体系、封闭体系，也适用于开放体系。孤立体系——体系完全不受环境影响，和环境之间没有物质和能量的交换；封闭体系——体系和环境之间没有物质交换，只有能量交换；开放体系——体系和环境之间有物质和能量交换。封闭体系和环境仍然存在能量交换，因此有时也把封闭体系归纳为开放体系中。
2、1977年诺贝尔化学奖被授予普利高津的公报中说：“由于对非平衡热力学吗，尤其是耗散结构理论的贡献”。其实，耗散结构所涉及的是有序化的形成机理，属于动力学或流体动力学等学科的范畴，而不是“不可逆热力学过程”或“非平衡热力学过程”。例如，作为耗散结构理论重要基础案例的化学震荡，就是普利高津只能通过“三分子自催化否认反应动力学模型”，又称布鲁塞尔振子模型来解答，完全不属于热力学的范畴。普利高津把他的连续介质力学、流体动力学、反应动力学等讨论都混淆地成为“不可逆过程热力学”，这是基础性的错误。
3、显然寒武先生对热力学第二定律和耗散结构的理解都是不完整的。那么，寒武先生拿着自己带有缺陷的理解来驳斥热力学第二定律本身及其对石油有机成因的否定结论就显得很是苍白无力了。

科普：自然界两大普遍性法则：
能量守恒法则和能量耗散及耗散最小化法则是自然界的两大普遍性法则。这两大法则对大量粒子组成的体系则体现为热力学第一定律和第二定律。

可科普：逆过程、不可逆过程和准静态过程
实际发生的任何宏观过程都是不可逆过程，即体系回到其初态时，环境不可能没有留下历史痕迹。准静态过程就是一系列无限慢步骤组成的过程，而且体系内部和环境始终处于平衡态。准静态过程可以帮助我们理解可逆过程。可逆过程只是一种理想状态，要求体系和环境具有可恢复性。可逆过程的本质就是发生在界面上的所有热和功等的相互作用，在正向过程和反向过程中都是数值相等，方向相反。

自发过程和飞自发过程
自发过程和非自发过程是热力学中队过程的一种重要划分。一个体系内的过程沿着一定的方向可以自动进行而不留下体系以外的其他影响，这样的过程成为自发过程。一个体系沿着和它自身自发过程相反的方向进行，就被称为非自发过程。在宏观世界中，自发过程方向性非常明确，特别是孤立体系中的自发过程对环境没留下任何影响。例如，高温到低温的热传导方向、高浓度到低浓度的扩散方向、气体的真空膨胀等，都有十分明确的方向性。自发过程和非自发过程在统一体系同时存在时，有效耗散的“时间箭头”特性依然存在，自发过程仍然主导了能量耗散，但是这时非自发过程体现了耗散最小化原理以及进化的“时间箭头”方向性特征。

热力学第零定律：两个体系相互处于热平衡，则它们的温度一定是相等的。
在室温下，木块和铁块的温度确实相等，但摸起来铁块比木块更冷些。这是因为铁块更容易把热人体的热量传出去。第零定律是我们认识到热和温度之间的区别后才得到的。尽管卡诺（1796-1832）和克劳修斯（1822-1888）时代讨论温度差和高低温热传导时，都已经包含局域近似和第零定律的认识，但第零定律的名称却是在确定热力学第一定律和第二定律以后才给予的，以便形成一套完整的热力学基础定律和原则（低温还需要第三定律）。

热力学第三定律：

普朗克（M.Planck,1858-1947,德）表述热力学第三定律：“在热力学温度零度（即T=0开）时，一切完美晶体的熵值等于零。”所谓“完美晶体”是指没有任何缺陷的规则晶体。据此，利用量热数据，就可计算出任意物质在各种状态（物态、温度、压力）的熵值。这样定出的纯物质的熵值称为量热熵或第三定律熵。
1912年，能斯特又将这一规律表述为绝对零度不可能达到原理：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”这就是热力学第三定律。

楼主留言：人为干预下可以有可逆过程。


人为干预在这里可以理解为环境发生了变化。所以，人为干预的可逆过程不是真正的可逆过程。

科普：熵增原理和熵产生原理
熵增原理仅适用于孤立体系（或绝热体系）。在实际应用中，遇到封闭体系和开放体系时就容易产生歧义。为了解决这个问题，可以把体系的熵增和环境的熵增加在一起称为熵产生。相应地，熵增原理就扩展为普适的熵产生原理。
本人《热力学第二定律否定石油有机成因假说》的一文得到好朋友的提问，认为热力学第二定律仅适用于孤立体系，而地球圈层显然是开放体系。当时，我回答地幔环境是半封闭体系，向上开放，向下封闭。现在看来，更为合适的回答是：热力学第二定律不但适用于孤立体系，也适用于封闭体系和开放体系。

古典热力学和现代热力学
古典热力学讨论平衡热力学和非平衡热力学；现代热力学讨论非耗散热力学和耗散热力学。
经典热力学的研究对象是简单体系（平衡体系和只有可逆或自发过程的体系）；现代热力学的研究对象同时包含自发过程和非自发过程的耦合（也称补偿）复杂体系。

科学就是不断地修正错误的认识