熵的定义

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为什么可以定义熵?~


熵:统计物理与信息论的术语

1、经典热力学

1865年,克劳休斯将发现的新的状态函数命名为,用增量定义为  ,式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增过程中加入物质的热量,下标“r”是英文单词“reversible‘’的缩写,表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。

若过程是不可逆的,则  ,下标“ir”是英文单词“ireversible‘’的缩写,表示表示加热过程所引起的变化过程是不可逆的。

合并以上两式可得  ,此式叫做克劳休斯不等式,是热力学中第二定律最普遍的表达式。

2、统计热力学

熵的大小与体系的微观状态Ω有关,即S=klnΩ,其中k为玻尔兹曼常量,k=1.3807x10-23J·K-1。体系微观状态Ω是大量质点的体系经统计规律而得到的热力学概率,因此熵有统计意义,对只有几个、几十或几百分子的体系就无所谓熵。

扩展资料:

一、性质

1、状态函数

熵S是状态函数,具有加和(容量)性质,是广度量非守恒量,因为其定义式中的热量与物质的量成正比,但确定的状态有确定量。其变化量ΔS只决定于体系的始终态而与过程可逆与否无关。

由于体系熵的变化值等于可逆过程热温商δQ/T之和,所以只能通过可逆过程求的体系的熵变。孤立体系的可逆变化或绝热可逆变化过程ΔS=0。

2、宏观量

熵是宏观量,是构成体系的大量微观离子集体表现出来的性质。它包括分子的平动、振动、转动、电子运动及核自旋运动所贡献的熵,谈论个别微观粒子的熵无意义。

3、绝对值

熵的绝对值不能由热力学第二定律确定。可根据量热数据由第三定律确定熵的绝对值,叫规定熵或量热法。还可由分子的微观结构数据用统计热力学的方法计算出熵的绝对值,叫统计熵或光谱熵。

二、应用

熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。

热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律:在孤立系统中,体系与环境没有能量交换,体系总是自发地像混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。

摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加,所以说整个宇宙可以看作一个孤立系统,是朝着熵增加的方向演变的。

从一个自发进行的过程来考察:热量Q 由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增加的。

参考资料:

百度百科-熵



熵的定义:

1、经典热力学

1865年,克劳休斯将发现的新的状态函数命名为,用增量定义为  ,式中T为物质的热力学温度。

dQ为熵增过程中加入物质的热量,下标“r”是英文单词“reversible‘’的缩写,表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。

若过程是不可逆的,则  ,下标“ir”是英文单词“ireversible‘’的缩写,表示表示加热过程所引起的变化过程是不可逆的。

合并以上两式可得  ,此式叫做克劳休斯不等式,是热力学中第二定律最普遍的表达式。

2、统计热力学

熵的大小与体系的微观状态Ω有关,即S=klnΩ,其中k为玻尔兹曼常量,k=1.3807x10-23J·K-1。 

体系微观状态Ω是大量质点的体系经统计规律而得到的热力学概率,因此熵有统计意义,对只有几个、几十或几百分子的体系就无所谓熵。

扩展资料:

一、相关性质

1、状态函数

熵S是状态函数,具有加和(容量)性质,是广度量非守恒量,因为其定义式中的热量与物质的量成正比,但确定的状态有确定量。

其变化量ΔS只决定于体系的始终态而与过程可逆与否无关。由于体系熵的变化值等于可逆过程热温商δQ/T之和,所以只能通过可逆过程求的体系的熵变。孤立体系的可逆变化或绝热可逆变化过程ΔS=0。

2、宏观量

熵是宏观量,是构成体系的大量微观离子集体表现出来的性质。它包括分子的平动、振动、转动、电子运动及核自旋运动所贡献的熵,谈论个别微观粒子的熵无意义。

3、绝对值

熵的绝对值不能由热力学第二定律确定。可根据量热数据由第三定律确定熵的绝对值,叫规定熵或量热法。还可由分子的微观结构数据用统计热力学的方法计算出熵的绝对值,叫统计熵或光谱熵。

二、发展简史

克劳修斯(T.Clausius) 于1854年提出熵(entropie)的概念, 我国物理学家胡刚复教授于1923年根据热温商之意首次把entropie译为“熵”。

A.Einstein曾把熵理论在科学中的地位概述为“熵理论对于整个科学来说是第一法则”。查尔斯·珀西·斯诺(C.P.Snow)在其《两种文化与科学革命》一书中写道: “一位对热力学一无所知的人文学者和一位对莎士比亚一无所知的科学家同样糟糕”。

熵定律确立不久,麦克斯韦(J.C.Maxwell)就对此提出一个有名的悖论试图证明一个隔离系统会自动由热平衡状态变为不平衡。

实际上该系统通过麦克斯韦妖的工作将能量和信息输入到所谓的“隔离系统”中去了。这种系统实际是一种“自组织系统”。

以熵原理为核心的热力学第二定律, 历史上曾被视为堕落的渊薮。美国历史学家亚当斯H.Adams(1850-1901)说:“这条原理只意味着废墟的体积不断增大”。

有人甚至认为这条定律表明人种将从坏变得更坏,最终都要灭绝。热力学第二定律是当时社会声誊最坏的定律。社会实质上不同于热力学上的隔离系统,而应是一种“自组织系统”。

参考资料:

百度百科-熵



熵,热力学中表征物质状态的参量之一,用符号S表示,其物理意义是体系混乱程度的度量。

熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。

热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律:

在孤立系统中,体系与环境没有能量交换,体系总是自发地像混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。

扩展资料:

“熵”(entropy)是德国物理学家克劳修斯(Rudolf Clausius, 1822 – 1888)在1850年创造的一个术语,他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀,熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说,能量完全均匀地分布,那么,这个系统的熵就达到最大值。 

参考资料来源:百度百科-熵



1:物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。
2: 科学技术上用来描述、表征系统不确定程度的函数。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。
3:传播学中表示一种情境的不确定性和无组织性。



熵字的定义是什么?
答:意思如下:1、物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。2、科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量(liàng)度,某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。熵笔画如下:熵的同音字:伤,组词如下:伤亡:[shāng wáng]受伤和死亡:~惨重。~了...

如何理解物理化学熵的定义
答:熵,热力学中表征物质状态的参量之一,用符号S表示,其物理意义是体系混乱程度的度量。克劳修斯(T.Clausius) 于1854年提出熵(entropie)的概念, 我国物理学家胡刚复教授于1923年根据热温商之意首次把entropie译为“熵”。A.Einstein曾把熵理论在科学中的地位概述为“熵理论对于整个科学来说是第一法则”。...

熵的定义,如何定义熵的?
答:《博弈圣经》中说;熵就是混沌,就是无序 科学家已经发明了测量无序的量,它称作熵,熵也是混沌度,是内部无序结构的总量 物理意义:物质微观热运动时,混乱程度的标志。热力学中表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示。在经典热力学中,可用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度;dQ...

热力学中熵的含义
答:熵的定义如下。假设在不改变宏观物质的表现的情况下,微观分子的可能排列的总数为W 则熵S=lgW 譬如,一个很乱的书架,共有3层,上面随机放着十本书。那么,W=10^3,S=lgW=3 实际上熵是一个表明系统混沌程度的 状态 量.化学及热力学中所指的熵,是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数。熵...

什么是熵
答:什么是熵如下:熵(shāng),热力学中表征物质状态的参量之一,用符号S表示,其物理意义是体系混乱程度的度量。

谁能解释一下热力学中的“熵”? 没有看懂它具体指的是什么,还有说“熵...
答:就是混乱程度。熵的定义式为S=KlnΩ,k为玻尔兹曼常量,K=1.380×10²³,Ω是体系可能存在的状态的总数。但是根据这个式子无法求出熵(Ω不可测),所以又给出了计算式:dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增过程中的热量。在热量相同的条件下,熵越大,物质的温度就越小...

熵的定义公式
答:熵的定义,有:H(Y|X) = H(X,Y) - H(X),而根据互信息定义展开得到H(Y|X) = H(Y) - I(X,Y),把前者跟后者结合起来,便有I(X,Y)= H(X) + H(Y) - H(X,Y)。熵,汉语二级字, 读作熵(shāng),1、物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。2、科学...

怎样理热力学中的熵
答:1、关于熵的定义 dS=dQrev/T 注意:式中的 dQrev 是工质可逆过程吸收或放出的热量,T 是工质本身的温度。2、关于熵的性质 (1)熵是状态参数,即其大小与过程无关,而仅与状态相关;(2)比熵具有强度参量的特性。3、关于熵的计算 s=so+∫dq/T 注意:(1)so---为熵的基准,可以根据具体...

求高手解释一下化学中的熵和焓的意义,怎么运用?
答:物理学家玻尔兹曼将熵定义为一种特殊状态的概率:原子聚集方式的数量。可精确表示为:S=K㏑W K是比例常数,现在称为玻尔兹曼常数。焓是一个热力学系统中的能量参数。焓是内能和体积的勒让德变换。它是SpN总合的热势能。焓的定义式为:H=U+PV 即一个体系的内能与体系的体积和外界施加于体系的压强...

熵的意思
答:熵的意思是物理学中指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。泛指某些物质系统状态的一种量度,某些物质系统状态可能出现的程度,其相关内容如下:1、熵的定义:熵是一个系统的混乱程度或无序程度的度量。它与系统的微观状态数量有关,即系统的不确定性或随机性。在物理学中,熵通常被定义为...