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C C
速度与各虚拟能变率等。按输入的能率 E&是一个非负值,不论在真实的途径上,
或在任何同时的虚拟的途径上,每一时刻所给定的值都应是相同的。所以变差值
?E&总应为零值:
& & &
?E = ?EC + ?Ed = 0
(3)
C
从 E 所产生的储存能率 E& 也只能跟着是一个负非负值。又按热力学第二定律,
d
转化为热的能率 E& 本身总是非负的。所以
& & &
EC ? 0 , Ed ? 0 ,当 E ? 0
(4)
其次,当一个变差的或增添的输入能率 ?E&额外地施加于体统只会反应出一
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& &
个增添的储存能率 ?EC 。同样,第二定律仍要出增添的某个热能转化率 ?Ed 也是
& &
非负的。总之,?EC 和 ?Ed 必跟着 ?E 为正为负同一符号。因为两者只会是相加的,
决不会抵销的。
C
所以,从式(3) ?E&= 0 ,可以导出,在沿着事实发生的途径上,位于 E& 、
d
E& 某一点上
?E& = ? (E& + E&
+ E& ) = 0
(5)
C K Sh SS
d
?E& = 0
(6)
这就是实际发生的唯一可能的途径,那里,根据热力学的两个定理,总的储存能
& & &
率 EC 和化热的能率 Ed 都是驻值。这样,提供了在实际途径上(草图中 Aa)的 EC
d
和 E& 必然各是一个极值的必要条件。为了提供足够的条件,推论如次:
当 任 何时刻 在 任一同 时 发生的 虚 拟变差 的 路途上 , 例如图 示 Bb
( X + ?X ; X + ?X ; t ) 或 Cc ( X ? ?X ; X ? ?X ; t ) 或(3)总是有效的。所以,?EC = ??Ed ,
但是 ?EC 和 ?Ed 并不等于零。
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图示 E?D? 是一条水平线。因为 E&之值对于各变差途径是共同的;而 ECBD
须是一条曲线,把 E&分成两部分,在不同途径上这两部分各不等值。
e C
E 线表示某一可能变差的途径,那里速度 X&
Ke
? 0 ,动能率 E& ? 0 ,总能
& &
率 E ? ESe ,运动近于停止,绝大部分输入的能率成为变形的势能率。这是一个
& & &
极限,那里 Ed 比真实途径的要小得多,而 ?EC 《 0 , ?Ed 》 0 ,(当 x 由左向右而
增)。
C
& & & & &
d
Dd 线表示另一反向的极限,那里 X d