第(3/3)页 而这个“浪费”的量,就可以用一个等效的卡诺热机来衡量! 他没有去计算系统的熵增ΔS_sys。 而是构造了一条可逆的等效路径: 让两部分气体分别与温度为T₁和T₂的热源可逆接触,通过一个卡诺热机在它们之间搬运热量,使系统达到共同的末态温度T_f。 在这条可逆路径上,熵变可以按定义直接计算; 而能量守恒一行就能确定T_f。 “可得功/丧失功”的概念只是帮助理解为什么熵一定要增这么多——并不需要把它写成等式。 他的笔尖在纸上落下,写出了一行让所有物理学家都为之着迷的、充满了哲学思辨的简单推导: “考虑一个可逆过程,将两部分气体分别与温度为T₁和T₂的热源接触,通过一个卡诺热机,使其达到共同的末态温度T_f。此过程中,热机对外做的最大功为……” 他甚至不需要把数字算到最后。 他只用了能量守恒和熵增原理,几行字,就直接把“为什么是这么多”的逻辑闭环跑完了。 写完最后一个符号,林允宁放下了笔,距离考试结束,还有足足四十分钟。 他随便检查了一遍,便干脆趴在桌上,闭目养神。 昨晚熬夜在啃【数学物理方法】,耗费了他大量的精力。 …… 考试结束后,钱立群教授没有立刻就走,而是走上讲台,进行了一场简短的讲评。 当讲到最后一题时,他特意将卫骁和林允宁的两种解法,都用粉笔写在了黑板上。 “卫骁同学的方法,是抓住了‘熵是状态函数’这一核心本质,通过设计巧妙的可逆路径,求解熵变。这是我们解决此类问题的‘正道’,思路清晰,逻辑严明,非常漂亮。” 他先是给予了卫骁极高的评价,引来台下一片赞叹。 随即,他话锋一转,指着黑板另一侧那几行简洁得有些过分的“热机模型”。 整个教室瞬间安静了下来。 “而林允宁同学的解法……” 老教授顿了顿,浑浊的眼眸里,闪烁着一种极其复杂的光芒,有欣赏,有震撼,甚至有一丝……陶醉。 “他没有纠结于系统本身的熵变。” 钱立群的声音不高,却如同惊雷,在每个人的耳边炸响。 “他问了一个更深层次的问题:这个不可逆过程‘浪费’了多少本可以做功的能量? “他构造了一个理想的卡诺热机,计算出如果这个过程是可逆的,系统可以对外做多少功。而真实过程中,这份功变成了内能的无序增加,这部分‘损失的功’除以环境温度,就是熵的增加。 “这个思维方式,正是物理学最底层的逻辑,值得大家学习。” 说完,他放下粉笔,深深地看了一眼最后一排那个懒散的少年,宣布下课。 整个阶梯教室里,死一般的寂静。 卫骁站在原地,看着黑板上那两种截然不同的思路,那双总是锐利如刀的眼眸里,第一次出现了动摇。 她感觉自己精心打磨了数年的“利剑”,在对方面前,仿佛遇到了一座无法撼动、甚至无法理解的“高山”。 许嘉诚和周衍则已经彻底麻木了。 他们面面相觑,最终只能从对方眼中看到四个字—— “神仙打架。” 当第一轮的总成绩被贴在教室门口的白板上时,所有人都已经有了心理准备。 林允宁:实验100,理论98,总分198。 卫骁:实验96,理论100,总分196。 两人以微弱的差距,分列一二,将身后的杜飞、许嘉诚和周衍,远远地甩在了身后。 一场双雄争霸的格局,正式拉开序幕。 …… 第(3/3)页