请问“熵”是一个什么概念。求对“熵”概念及其定律规律的详细解释说明。通俗易懂,也有一定深度。
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熵概念的分类及定义 什么叫熵?有人认为这个概念还不清楚,笔者认为从克劳修斯、 波耳兹曼到申农对熵的定义是正确的, 所谓不清楚是因为这些定义并不都能表示所有群体的状态,为了解决这个问题,结合熵概念泛化的倾向, 笔者建议将熵分成热力学熵(S)和非热力学熵(S′)两大类。例如: ┏温度熵 ┏ 热力学熵------ |体积熵 | |化学熵 | ┗构型熵 熵━ | ┏信息熵 | |社会熵 | |心理熵 ┗非热力学熵)--- |人体熵 |政治熵 ┗经济熵 非热力学熵大多与人有关, 笔者建议用立人旁加商表示非热力学熵,符号为S′(作者本意是在S上加一横,但打不出来)。 熵是什么?笔者笼统地把熵定义为:描述群体系统状态复杂程度的物理量,热力学熵已由前人给出,而非热力学熵将有各自的模型, 这要作具体的定义(作者目前无法给出)。3、热力学熵的熵变公式⑴ 克劳修斯提出的孤立系统熵增原理公式为:dS0(不可逆过程), 3-1 ⑵ 普里高津提出的开放系统熵变公式为:dS=diS+deS ,3-2 当deS=0时,diS0,dS0当deSdiS时,dS0 ,3-4dS=diS+deS=0, 3-5 dS=diS+de〈0 ,3-6 上式中dS为系统内的总熵变,dSV(T)温度熵变,dST(V)体积熵变,deS熵流。熵流与热能流、物质流方向是一致的, 流进系统为正,流出系统为负。系统内部的熵diS(过去称熵产生)分解为温度熵变和体积熵变。 公式3-3在公式3-1和3-2的基础上有所发展,对它进行分析可出现13种组合关系,这些关系可反映自然界熵增、熵减、熵不变的全部规律(另文介绍)。目前,熵增和相对熵减的现象在我们的身边都能找到, 而寻找和认识绝对熵减有一定困难,其原因是天体的演变对应的时空不便观察。其实引力具有减熵的能力, 引力可以抗衡全体星空的熵长, 所以说我们不能坐井观天、崇尚热寂、无视宇宙是充满生机和活力的客观现实。4、非热力学熵的熵变规律 笔者通过对非热力学系统许多现象的归纳总结(以及按3-3式外推),提出的熵变规律为:在同一层次上,系统内的正熵和负熵具有共轭性(既共存又相反的性质),总熵变等于正熵、负熵的累加之和(正熵取正值, 负熵取负值),其结果属于实数,可分为大于零、等于零、小于零三种情形;对于理想情形,总熵变等于零。表达式如下:△S′=∑ni=1△S′(+)(△Xi)+∑ni=1△S′(-)(△Xi)∈R, 4-1 当系统无限大,时间无限长时:△S=∑ni=1△S′(+)(△Xi)+∑ni=1△S′(-)(△Xi)=0 4-1式中,△S′指系统内的总熵变,等式右边第一项是正熵变的累和,第二项是负熵变的累和。末状态S′2=S′2(+)+S′2(-),初状态S′1=S′1(+)+S′1(-),如果仅研究两个状态的熵变,4-1式可以简写为:△S′=S′2-S′1=[S′2(+)+S′2(-)]-[ S′1(+)+S′1(-)]=[S′2(+)- S′1(+)]+[S′2(-)-S′1(-)]=△S′(+)-△ S′(-),该式展开如下: ┍ 熵增: △S′(+)△ S′(-), △ S′0 ,4-2 | [S′2(+)- S′1(+)S′2(-)-S′1(-)] 熵变规律------ |熵减: △S′(+)<△ S′(-),△ S′<0,4-3 [S′2(+)- S′1(+)热心网友
熵及混乱度
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从有序走向无序的程度,熵就是这种无序性。熵总是在不断增加的。根据“热力学第二定律”,总的熵将不可逆转的增加。如果达到临界值(即某个最大值)则进入“热寂”状态,也就是不再有任何变化。在宇宙中总的熵总是在不断增加的,但某些局部的熵在不断减小,例如生命的出现实际上是不断地再增加有序。但这并不违反热力学第二定律,事实上这种熵的减小必将为别处熵的增加所补偿。例如我们将一些木板制作成椅子,这个过程中有序性越来越高。但同时,我们身体内却在不断降解糖份,同时消耗着能量——熵的增加远远大于制作椅子中熵的减少。在初始状态,熵并不等于0,它可能无限接近0,但永远达不到,呈一种指数的状态,事实上我们的宇宙就是如此。宇宙实际上并不会“热寂”,因为今天我们发现,事实上,宇宙在随着熵的增加而不断膨胀的同时,任何时刻它的最大的熵值(临界值)增加的更快,这样实际熵和最大的熵之间相差将越来越远,宇宙永远不会在膨胀到某刻进入“热寂”的状态。关于熵,仅仅是在热力学下的一种概念,往往它需要同其他学所联系起来,这是将来物理学家们的方向。例如在量子力学的状态下。以及引力的热力学特征等等。我们对于宇宙的熵的状况的研究取决于我们对宇宙本身的了解(完)。
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看看中学语文网吧,上面有详细的说明: