請問“熵”是一個什么概念。求對“熵”概念及其定律規律的詳細解釋說明。通俗易懂,也有一定深度。
熱心網友
熵概念的分類及定義 什么叫熵?有人認為這個概念還不清楚,筆者認為從克勞修斯、 波耳茲曼到申農對熵的定義是正確的, 所謂不清楚是因為這些定義并不都能表示所有群體的狀態,為了解決這個問題,結合熵概念泛化的傾向, 筆者建議將熵分成熱力學熵(S)和非熱力學熵(S′)兩大類。例如: ┏溫度熵 ┏ 熱力學熵------ |體積熵 | |化學熵 | ┗構型熵 熵━ | ┏信息熵 | |社會熵 | |心理熵 ┗非熱力學熵)--- |人體熵 |政治熵 ┗經濟熵 非熱力學熵大多與人有關, 筆者建議用立人旁加商表示非熱力學熵,符號為S′(作者本意是在S上加一橫,但打不出來)。 熵是什么?筆者籠統地把熵定義為:描述群體系統狀態復雜程度的物理量,熱力學熵已由前人給出,而非熱力學熵將有各自的模型, 這要作具體的定義(作者目前無法給出)。3、熱力學熵的熵變公式⑴ 克勞修斯提出的孤立系統熵增原理公式為:dS0(不可逆過程), 3-1 ⑵ 普里高津提出的開放系統熵變公式為:dS=diS+deS ,3-2 當deS=0時,diS0,dS0當deSdiS時,dS0 ,3-4dS=diS+deS=0, 3-5 dS=diS+de〈0 ,3-6 上式中dS為系統內的總熵變,dSV(T)溫度熵變,dST(V)體積熵變,deS熵流。熵流與熱能流、物質流方向是一致的, 流進系統為正,流出系統為負。系統內部的熵diS(過去稱熵產生)分解為溫度熵變和體積熵變。 公式3-3在公式3-1和3-2的基礎上有所發展,對它進行分析可出現13種組合關系,這些關系可反映自然界熵增、熵減、熵不變的全部規律(另文介紹)。目前,熵增和相對熵減的現象在我們的身邊都能找到, 而尋找和認識絕對熵減有一定困難,其原因是天體的演變對應的時空不便觀察。其實引力具有減熵的能力, 引力可以抗衡全體星空的熵長, 所以說我們不能坐井觀天、崇尚熱寂、無視宇宙是充滿生機和活力的客觀現實。4、非熱力學熵的熵變規律 筆者通過對非熱力學系統許多現象的歸納總結(以及按3-3式外推),提出的熵變規律為:在同一層次上,系統內的正熵和負熵具有共軛性(既共存又相反的性質),總熵變等于正熵、負熵的累加之和(正熵取正值, 負熵取負值),其結果屬于實數,可分為大于零、等于零、小于零三種情形;對于理想情形,總熵變等于零。表達式如下:△S′=∑ni=1△S′(+)(△Xi)+∑ni=1△S′(-)(△Xi)∈R, 4-1 當系統無限大,時間無限長時:△S=∑ni=1△S′(+)(△Xi)+∑ni=1△S′(-)(△Xi)=0 4-1式中,△S′指系統內的總熵變,等式右邊第一項是正熵變的累和,第二項是負熵變的累和。末狀態S′2=S′2(+)+S′2(-),初狀態S′1=S′1(+)+S′1(-),如果僅研究兩個狀態的熵變,4-1式可以簡寫為:△S′=S′2-S′1=[S′2(+)+S′2(-)]-[ S′1(+)+S′1(-)]=[S′2(+)- S′1(+)]+[S′2(-)-S′1(-)]=△S′(+)-△ S′(-),該式展開如下: ┍ 熵增: △S′(+)△ S′(-), △ S′0 ,4-2 | [S′2(+)- S′1(+)S′2(-)-S′1(-)] 熵變規律------ |熵減: △S′(+)<△ S′(-),△ S′<0,4-3 [S′2(+)- S′1(+)熱心網友
熵及混亂度
熱心網友
從有序走向無序的程度,熵就是這種無序性。熵總是在不斷增加的。根據“熱力學第二定律”,總的熵將不可逆轉的增加。如果達到臨界值(即某個最大值)則進入“熱寂”狀態,也就是不再有任何變化。在宇宙中總的熵總是在不斷增加的,但某些局部的熵在不斷減小,例如生命的出現實際上是不斷地再增加有序。但這并不違反熱力學第二定律,事實上這種熵的減小必將為別處熵的增加所補償。例如我們將一些木板制作成椅子,這個過程中有序性越來越高。但同時,我們身體內卻在不斷降解糖份,同時消耗著能量——熵的增加遠遠大于制作椅子中熵的減少。在初始狀態,熵并不等于0,它可能無限接近0,但永遠達不到,呈一種指數的狀態,事實上我們的宇宙就是如此。宇宙實際上并不會“熱寂”,因為今天我們發現,事實上,宇宙在隨著熵的增加而不斷膨脹的同時,任何時刻它的最大的熵值(臨界值)增加的更快,這樣實際熵和最大的熵之間相差將越來越遠,宇宙永遠不會在膨脹到某刻進入“熱寂”的狀態。關于熵,僅僅是在熱力學下的一種概念,往往它需要同其他學所聯系起來,這是將來物理學家們的方向。例如在量子力學的狀態下。以及引力的熱力學特征等等。我們對于宇宙的熵的狀況的研究取決于我們對宇宙本身的了解(完)。
熱心網友
看看中學語文網吧,上面有詳細的說明: