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麻麻回家了,送礼困难(生活中不等价)反被她教育物理(平衡中等价判

麻麻回家了,送礼困难(生活中不等价)反被她教育物理(平衡中等价判

作者: 学物理的小棉花 | 来源:发表于2022-11-13 21:44 被阅读0次

    小新轻轻推开了房门,聚焦视网膜的是一个中年女人,一袭黑衣,盘着头发, 端坐窗前。他猜她在翻看自己作业。

    果然一个电话说想麻麻就能飞回到自己身边,这女人也太认真了,都没发现自己。

    暖暖阳光微斜窜窗透入,撇了几缕在她头发上,要是…

    “Guess who I am"

    “my baby, when did you get back"

    “just now, em, mom ,I want to give you a present, how about a hairpin(发簪)?”

    “Very beautiful!  adding two conditions…”

    “I know, one of them you want red, right?”

    “You get me.but red is not enough,I want the reddest one.”

    “Such a scam(有坑),mom, 当你在说最红的时候,我已经想到了另一个最值条件,你要求的。”

    “that’s my smart baby(不愧是我聪明的宝宝),another requirement is the largest number of whiskers(须头).”

    “My dear mother,你已经排除了99.999%,even more.如果这两个条件对应的判据永远无法匹配到同一件物体上,Can I find it on Earth?”

    “但是小新你知道吗,在物理体系里,当一个系统平衡时,总能量最低与熵最大是等价的。”

    “听起来很酷,麻麻能给我稍微科普一下?”

    “我们用逻辑不自洽来论述。

    假设有A B 两个判据

    A:系统总能(包含机械能(动能+势能)+ 内能(也就是热能))最低时为稳定态

    B:系统熵最大时为稳定态

    开始了,假设一个K状态是熵S max 时 且 总能E 并非最小(B判据不符时),【(在不传递能量包的情况下)则可绝热地释放出w势能(做功w),在沿着前面等熵面(s 不变)时再对外吸热(w), 】那么此时总能E 变为原来的状态且S 增加(偏S/偏U=1/T会大于0,所以熵增),循环,这样就形成一个熵泵(等价于永动机的诞生),是不可能的。”

    “嗯,因为机器消耗的机械能,化学能变成热能,有去无回,转化效率并不高,如果形成熵泵,就能源源不断把外界通过某种进程新增加的熵再吸回去,就能永远动下去。”

    “而且小新,你还发现什么,得到的S 增加与 A 判据也矛盾了,是不是?”

    “是的,我觉得我还能画个图来论证一下,三维立体图 S(E X) ,E (S X) ,我猜是上凸函数对应下凹函数,两谷相交处”

    “Haha,聪明,那具体也要好好辩证一下函数的性质了”

    “小新,判断平衡是很重要的,尤其是在化学反应中。但是我们不可能判断E S 什么时候最低或者最大,因为太难观测。但是在你以后学习的统计力学里会学习新的三个重要的等价的好观测的平衡判据。H F G ,其中G吉布斯自由能最小时(在恒温恒压条件下),大部分自然界缓慢的化学反应,类比铁生锈呀,水烧开呀,都在这个条件下,是比较常见的。”

    “麻麻,你这样一说,我还真感兴趣呢。你跳支舞给我看好不好,我用吉他给你伴奏?”

    “哈哈哈哈,可,看你今天表现不错,那我的发簪?”

    “我亲手给你做一支,去外面采朵最红最灿的彼岸花,别你头上,搭上黑色舞衣,在这起舞。”

    “好”

    “下次什么时候回来?”

    “你想见我时”

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