我觉得你是把理想气体的平衡态、熵极大状态,套用在有引力场的非理想气体的熵上面了。
混沌的脏水,在没有引力场时,是熵极大的状态。但有引力场时,却并不是熵极大的状态,即不是最可能分布的最大概率状态。
脏水分层熵减,在下面这样的时候存在:
1)开始时没有离心机(引力),脏水混沌,这个状态为A1状态;
2)t1时刻加入离心机(引力),脏水走向澄清、分层,这个状态是A2状态;
3)t2时刻停止离心机(引力),脏水暂时仍澄清、分层,这个状态是A3状态。
然后,说:A3状态比A1状态,是熵更小的状态。这是没有错的。
但是,我们的讨论,一直都是局限在2),也就是t1~t2时刻之间的状态讨论的。
我们讨论地球上一个容器里的脏水澄清的过程,并不讨论开始没有引力、然后中途加入引力、最后再撤掉引力的情况,而所有这些要对系统额外做功才能实现。
(正如,看见下落的物体系统在重力下加速,我们可以有两种说法:
1、物体系统能量不守恒,因为动能增加了。---如果物理学的“能量”概念只有“动能”的话,这个才成立;
2、物体系统能量守恒,因为动能虽然增加了,但势能减少了,所以总能量仍守恒。
上面第2种说法才是规范的说法。)
连接一些新教材:
《热学》----国家教委普通高校"九五"重点教材
http://www.du8.com/books/fre1602878.html
....
第二章 热力学系统的状态
......
热力学系统在平衡态下其宏观性质不随时间而变,却不见得在空间上处处均匀一致。....
有的系统,当它处处均匀时反而不是平衡态,例如在重力场中的等温大气,平衡态时,低处的密度要比高处的大(见§4.2),倘若不同高度处的大气密度相等,反倒要发生大气在竖直方向上的流动,不是平衡态。
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“熵是能量分布均匀性的度量”的说法的热力学书籍很多:
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例如热学教程:
http://spe.sysu.edu.cn/course/course/3/build/contents.htm
“§4.热力学第二定律的统计意义
http://spe.sysu.edu.cn/course/course/3/build/lesson4-4.htm
1. 熵是能量在空间分布均匀性的量度”
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熵增加原理
http://spe.sysu.edu.cn/course/course/3/build/lesson4-3(2).htm
“熵增加原理:当热力学系统从一平衡态经绝热过程到达另一平衡态时, 它的熵永不减少; 如果过程可逆,则熵不变;如果过程不可逆,则熵增加.”
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再如〈热学网络教程〉§5-6
http://class.htu.cn/rexue/chap5/6.htm
“1、熵是能量在空间分布均匀性的量度。
能量分布不均匀性越大,能量做功效率越高,熵值越小。”