两体热传导过程中熵增的几种证法及评注SEVERAL PROOFS AND COMMENTARY ON ENTROPY INCREASE DURING TWO-BODY HEAT CONDUCTION
何小勇,李品钧,叶海
摘要(Abstract)：
孤立系统中两个不同温度物体的热接触过程是一个不可逆过程，因而在此过程中体系的熵会增加。现存教科书均未对此结论给出严格的证明，Lima发表的论文对此给出了一个优美而简洁的证明，但是其证明过程仍然存在两个问题：(1)假定物体的热容是一个常量，这在多数实际情况下并不成立；(2)证明过程中用到了一个关于函数曲线凹凸性的不等式，这个不等式对初学者而言仍然较为生僻。本文就第(1)个问题给出了另外两种较为严格且非常简单直观的证明，就第(2)个问题利用初等几何方法给出了另一种证明，供初学者参考。
关键词(KeyWords)： 热传导;熵增加原理;热力学第二定律
基金项目(Foundation): 广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目“光电子学课程教学改革研究”(粤教高函[2021]29号)
作者(Author): 何小勇,李品钧,叶海
参考文献(References)：
- [1] YOUNG H D,FREEDMAN R,FORD A L.Sears and Zemansky's University Physics with Modern Physics[M].14th ed.Pearson Education,2015.
- [2] HALIDAY D,RESNICK R,WALKER J.Fundamentals of physics:Extended[M].11th ed.New York:John Wiley & Sons,Inc.,2018:587.
- [3] GEDDE U W.Essential classical thermodynamics[M].Springer,2020.
- [4] TURNS S R,PAULEY L L.Thermodynamics:Concepts and applications[M].Cambridge University Press,2020.
- [5] ANSERMET J P,BRECHET S D.Principles of thermodynamics[M].Cambridge University Press,2019.
- [6] 秦允豪.普通物理学教程：热学[M].3版.北京：高等教育出版社，2011:278-279.QIN Y H.Course of general physics:Thermology[M].3rd ed.Beijing:Higher Education Press,2011:278-279.
- [7] 赵凯华，罗蔚茵.新概念物理学教程：热学[M].2版.北京：高等教育出版社，2005:194-199.ZHAO K H,LUO W Y.New concept physics course:Thermology[M].2nd ed.Beijing:Higher Education Press,2005:194-199.
- [8] 李椿，章立源，钱尚武.热学[M].2版.北京：高等教育出版社，2005:194-199.LI C,ZHANG L Y,QIAN S W.Thermology[M].2nd ed.Beijing:Higher Education Press,2005:194-199.
- [9] MUNGAN C E.Entropy change for the irreversible heat transfer between two finite objects[J].European Journal of Physics,2015,36(4).
- [10] LIMA F M.Increase of entropy in the thermalization of two blocks:A simpler proof[J].European Journal of Physics,2015,36(6).