由自引力支配的负能谱系统的稳定性‘.PDFVIP

2004年 l0月 重庆大学学报 0et．2004 第27卷第l0期 Journal of Chongqing University Vo1．27 No．10 文章编号：1000—582X(2004)l0—0060—04 由自引力支配的负能谱系统的稳定性‘ 邓 昭镜 (西南师范大学物理系，重庆北碚 400715) 摘 要：在正、负能谱热力学理论的基础上建立了正、负能谱系统稳定平衡判据间的互补对应，又 根据L．D．Landau关于负能谱系统存在条件的论述，并结合广义相对论中经修改了的较精确的引力公 式，论述了高密度自引力塌缩物质是负能谱系统存在的重要形式，最后根据负能谱系统稳定平衡判据论 证了负能谱系统平衡态的稳定性。 关键词：熵减原理；自由能密度；稳定性判据 中图分类号：0414．1 文献标识码：A 补性，现在结合高密度自引力系统对这一问题进行具 1 正、负能谱系统在稳定性规律上的互补性 体探讨。 正能谱系统与负能谱系统在其所遵从的热力学规 在正能谱中热力学理论的基石是熵的基本不等 律上是互补的，例如在正能谱中孤立系统遵从熵增加 式，或Clausius不等式： 原理，而在负能谱中孤立系统遵从熵减原理；在正能谱 n dS≥ (3) 中平衡态的温度恒正，而在负能谱中平衡态的温度恒 』 负；在正能谱中功可以无补偿地完全转化为热，热不能 Q是系统吸入的热量， 是热源的温度，对于孤立(或 无补偿地完全转化为功，而在负能谱中，热可以无补偿 绝热)系统有 地完全转化为功，但功不能无补偿地完全转化为热；在 ≥0 (4) 正能谱中第三定律表述为：不可能通过有限个可逆过 式(4)表明在正能谱中，孤立系统的熵恒增，或者说熵 程使系统的温度降至绝对零度，而在负能谱中第三定 趋于极大，当dS=0时，系统达到平衡。 律表述为：不可能通过有限个可逆过程将系统的温度 从式(3)出发易于证明系统的Helmholtz自由能， 升至绝对零度；在正能谱中热力学基本等式是： 和Gibbs自由能G分别具有如下的稳定平衡判据。 TdS=d +pdV一∑ ， (1) 1)对Helmhohz自由能，，有： 一 dF≥一 (等温过程) (5) 而在负能谱中热力学基本等式是： 是外界的功，式(5)表明正能谱中系统对外作功不 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 一 TdS=dU+PdV一 ／xidNf，P=一P， =一 大于系统自由能的减少，因此正能谱中系统自由的减 (2) 少是系统在等温过程中所能付出的最大功。当 =0 等等。总之，只要有无下界的负能谱系统存在，就可以