热效率公式本身是与有序度指标"熵变"(用简化的S表示)有联系的.即
ηs=A/Q=1 -(T2/T1)编辑不规范
=1 -(T2/Q1)S ⑷
若当热机内的微观粒子的运动有序,并向宏观有序发展(做功)时,即熵S→0,则(T2/Q1)S→0,
ηs→1
如果微观粒子的运动无序时,0≤η<<1.
如果让⑷式中的 Q用系统总的可做功的能量表示,即
Q=3PV或Q=U=3PV
则传统热机的热效率
η0=A/Q=PV/3PV
他就是传统热机效率的一个界限,也就是为什么传统热机的效率不易提高的根本原因.
当微观运动有序时,由⑵,⑶两式知A=3PV,故新式有序动力机的效率
ηs=A/Q=3PV/3PV
显然,"热"机(发动机)效率是可以达到或趋向理想值100%的.
能源物质或发动机的效率η,可以表示为做功W或A与能量E或热Q的比,即
η= W/E = A/E
由⑶--⑺式,及⑼-⑿式的E=Q+W=PE+(1-P)E,W=A=(1-P)E,则
η= 1-P = 1-Wi/Ω = q ⒁
η= 1-lnW/lnΩ = -lnP/lnΩ ⒂
= 1-S/klnΩ ⒃
由统计熵S=k`-`B`!`lnW,和P=W/Ω得
W=EXP(S/k`-`B`!`)
P=EXP(S/k`-`B`!`)/Ω
则效率还可以用熵表示
η=1-EXP(S/k`-`B`!`)/Ω ⒄
将P=2/3代入⒁式,就得到与η=1-Q`-`2`!`/Q`-`1`!`=1/3同样的结果