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===状态函数===

===状态函数===

许多热力学量都是[[状态函数]]，意味着特定的热力学状态（不同于系统的微观状态）有特定的值。通常情况下，如果已知系统的两个热力学性质，那么可以确定此系统的状态，系统的另外一个热力学性质也可以被确定。比如，一定温度和压力下的一些气体的状态被这些量所确定，所以其体积也是确定的。再比如，一定温度和气压下的只存在单[https://en.wikipedia.org/wiki/Phase_(matter) 相]的系统（由一个单一相的纯物质组成），不仅可以确定其体积，还可以确定它的熵。<ref>J. A. McGovern,{{cite web|url=http://theory.phy.umist.ac.uk/~judith/stat_therm/node29.html |title=2.5 Entropy |accessdate=2013-02-05 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120923080936/http://theory.phy.umist.ac.uk/~judith/stat_therm/node29.html |archivedate=2012-09-23 }}</ref> 熵是一个非常有用的量也是因为熵可以看作是状态函数。在[https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot_cycle 卡诺循环]中，工作流体回到初始工作时的状态，所以状态函数（如： 熵 Entropy）在一个可逆循环中的线积分是零。

许多热力学量都是[[状态函数]]，意味着特定的热力学状态（不同于系统的微观状态）有特定的值。通常情况下，如果已知系统的两个热力学性质，那么可以确定此系统的状态，系统的另外一个热力学性质也可以被确定。比如，一定温度和压力下的一些气体的状态被这些量所确定，所以其体积也是确定的。再比如，一定温度和气压下的只存在单[https://en.wikipedia.org/wiki/Phase_(matter) 相]的系统（由一个单一相的纯物质组成），不仅可以确定其体积，还可以确定它的熵。<ref>J. A. McGovern,{{cite web|url=http://theory.phy.umist.ac.uk/~judith/stat_therm/node29.html |title=2.5 Entropy |accessdate=2013-02-05 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120923080936/http://theory.phy.umist.ac.uk/~judith/stat_therm/node29.html |archivedate=2012-09-23 }}</ref> 熵是一个非常有用的量也是因为熵可以看作是状态函数。在[https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot_cycle 卡诺循环]中，工作流体回到初始工作时的状态，所以状态函数（如： 熵 Entropy）在一个可逆循环中的线积分是零。

===可逆过程===

===可逆过程===

可逆过程中的熵不变。可逆过程是指能做最大功的同时保持热动平衡态。任何快速偏离热动平衡的过程都不可逆。在这些过程中，能量损失变为热量，总熵增加，最大输出功也不能达到。更具体的，可逆过程中熵守恒，而不可逆过程熵不守恒。<ref>{{cite web|title=6.5 Irreversibility, Entropy Changes, and ''Lost Work''|url=http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node48.html|website=web.mit.edu|accessdate=21 May 2016}}</ref>比如卡诺循环，热量从热库经过冷库代表着熵增，输出功代表着可以被用于让热机回到上一个的熵减状态。因此如果过程是可逆的，系统的总熵为零。不可逆过程熵增加。<ref>{{cite web|last1=Lower|first1=Stephen|title=What is entropy?|url=http://www.chem1.com/acad/webtext/thermeq/TE2.html|website=www.chem1.com|accessdate=21 May 2016}}</ref>

可逆过程中的熵不变。可逆过程是指能做最大功的同时保持热动平衡态。任何快速偏离热动平衡的过程都不可逆。在这些过程中，能量损失变为热量，总熵增加，最大输出功也不能达到。更具体的，可逆过程中熵守恒，而不可逆过程熵不守恒。<ref>{{cite web|title=6.5 Irreversibility, Entropy Changes, and ''Lost Work''|url=http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node48.html|website=web.mit.edu|accessdate=21 May 2016}}</ref>比如卡诺循环，热量从热库经过冷库代表着熵增，输出功代表着可以被用于让热机回到上一个的熵减状态。因此如果过程是可逆的，系统的总熵为零。不可逆过程熵增加。<ref>{{cite web|last1=Lower|first1=Stephen|title=What is entropy?|url=http://www.chem1.com/acad/webtext/thermeq/TE2.html|website=www.chem1.com|accessdate=21 May 2016}}</ref>

===卡诺循环===

===卡诺循环===

卡诺循环和卡诺效率之所以有用，是因为它们定义了可能的功输出的上限以及任何经典热力学系统的效率。 可以从卡诺循环的角度分析其他循环，例如[https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle 奥托循环 Otto Cycle]， [https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_cycle 迪塞尔循环 Diesel Cycle ]和[https://en.wikipedia.org/wiki/Brayton_cycle 布雷顿循环 Brayton Cycle]。 任何将热量转换为功并且声称产生的效率高于卡诺效率的机器或过程都是不可发生的，因为它违反了热力学第二定律。 对于系统中极少数的粒子，必须使用统计热力学。 诸如光伏电池之类的设备的效率需要从量子力学的角度进行分析。

卡诺循环和卡诺效率之所以有用，是因为它们定义了可能的功输出的上限以及任何经典热力学系统的效率。 可以从卡诺循环的角度分析其他循环，例如[https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle 奥托循环 Otto Cycle]， [https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_cycle 迪塞尔循环 Diesel Cycle ]和[https://en.wikipedia.org/wiki/Brayton_cycle 布雷顿循环 Brayton Cycle]。 任何将热量转换为功并且声称产生的效率高于卡诺效率的机器或过程都是不可发生的，因为它违反了热力学第二定律。 对于系统中极少数的粒子，必须使用统计热力学。 诸如光伏电池之类的设备的效率需要从量子力学的角度进行分析。

===经典热力学===

===经典热力学===

从宏观的角度来看，在经典热力学中，熵被解释为热力学系统的状态函数：即，仅取决于系统当前状态的属性，而与该状态如何实现无关。 在任何系统释放能量ΔE且其熵下降ΔS的过程中，必须以<math>T_\text{R}</math>ΔS的不可用的热量释放给系统周围环境（<math>T_\text{R}</math>是系统外部环境的温度）。 否则，该过程将无法进行。 在经典热力学中，仅当系统处于热力学平衡状态时才定义其熵。

从宏观的角度来看，在经典热力学中，熵被解释为热力学系统的状态函数：即，仅取决于系统当前状态的属性，而与该状态如何实现无关。 在任何系统释放能量ΔE且其熵下降ΔS的过程中，必须以<math>T_\text{R}</math>ΔS的不可用的热量释放给系统周围环境（<math>T_\text{R}</math>是系统外部环境的温度）。 否则，该过程将无法进行。 在经典热力学中，仅当系统处于热力学平衡状态时才定义其熵。

===统计力学 Statistical mechanics ===

===统计力学 Statistical mechanics ===

Boltzmann的1896年“Lectures on Gas Theory”讲座中，他证明了该表达式给出了气态中原子和分子系统的熵的量度，从而为经典热力学的熵提供了量度。

Boltzmann的1896年“Lectures on Gas Theory”讲座中，他证明了该表达式给出了气态中原子和分子系统的熵的量度，从而为经典热力学的熵提供了量度。

===系统熵===

===系统熵===