導航:首頁 > 物理學科 > 熵的物理意義是什麼

熵的物理意義是什麼

發布時間:2022-04-14 03:42:18

『壹』 熵是什麼意思

熵是熱力學中表徵物質狀態的參量之一,用符號S表示,其物理意義是體系混亂程度的度量。

熵S是狀態函數,具有加和(容量)性質,是廣度量非守恆量,因為其定義式中的熱量與物質的量成正比,但確定的狀態有確定量。其變化量ΔS只決定於體系的始終態而與過程可逆與否無關。

由於體系熵的變化值等於可逆過程熱溫商δQ/T之和,所以只能通過可逆過程求的體系的熵變。孤立體系的可逆變化或絕熱可逆變化過程ΔS=0。



(1)熵的物理意義是什麼擴展閱讀:

熵最初是根據熱力學第二定律引出的一個反映自發過程不可逆性的物質狀態參量。熱力學第二定律是根據大量觀察結果總結出來的規律。

在孤立系統中,體系與環境沒有能量交換,體系總是自發地向混亂度增大的方向變化,總使整個系統的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分機械能不可逆地轉變為熱,使熵增加,所以說整個宇宙可以看作一個孤立系統,是朝著熵增加的方向演變的。

『貳』 關於熵的定義和解釋!

熵在物理學上指熱能除以溫度所得的商,標志熱量轉化為功的程度。在科學技術上泛指某些物質系統狀態的一種量度某些物質系統狀態可能出現的程度。亦被社會科學用以借喻人類社會某些狀態的程度。此外它還包括熱力學定義和統計學定義:

一、熱力學定義

在熱力學中,熵是系統的熱力學參量,它代表了系統中不可用的能量,衡量系統產生自發過程的能力。熵增加,系統的總能量不變,但其中可用部分減少。孤立系統的熵不會減少,這也是熱力學第二定律的表現之一。

二、統計學定義

在統計學中,熵衡量系統的無序性,代表了系統在給定的宏觀狀態(如溫度、壓強、體積等等)下,處於不同微觀狀態的可能性,或者說構成該宏觀系統的微觀方式的數量。

舉例,已知在3個盒子里有3個球,這個是系統的宏觀狀態,微觀狀態則是球在不同盒子間的分布(如3個球全部在第一個盒子,或者一個盒子里有一個球等等)。熵越高的系統就越難精確描述其微觀狀態。

(2)熵的物理意義是什麼擴展閱讀:

人類社會發展過程本身就是一個不斷熵增、熵減的過程:

熵增就是指人類社會的混亂程度開始加劇,比如戰爭爆發,出現經濟危機,這些事情都會導致人類社會出現熵增的情況。熵減就說明人類社會開始進入了一個正常發展的狀態中。俗稱太平盛世,雖然宇宙理論上一直處於熵增狀態,但是局部還是會出現熵減。

人類社會也是這樣,有的國家爆發戰爭,但是有的國家就處於一個和平的狀態。而人類的社會之所以能夠發展,就是因為熵增和熵減的交替。

比如戰爭會促進科技的發展,但是也會摧毀大量的文明成果。和平發展時期,科技發展的就沒有那麼快速了,但是文明成果能夠很好地保留下來。

『叄』 熵是什麼意思

負熵即熵減,是熵函數的負向變化量。

負熵是物質系統有序化、組織化、復雜化狀態的一種量度。

齊拉德首次提出了「負熵」這個經典熱力學中從未出現過的概念和術語。

熵是用以表示某些物質系統狀態的一種量度或說明其可能出現的程度。(或者說是描述一個孤立系統中物質的無序程度)

(3)熵的物理意義是什麼擴展閱讀:

在等勢面上,熵增原理反映了非熱能與熱能之間的轉換具有方向性,即非熱能轉變為熱能效率可以100%,而熱能轉變成非熱能時效率則小於100%(轉換效率與溫差成正比),這種規律制約著自然界能源的演變方向,對人類生產、生活影響巨大;在重力場中,熱流方向由體系的勢焓(勢能+焓)差決定,即熱量自動地從高勢焓區傳導至低勢焓區,當出現高勢焓區低溫和低勢焓區高溫時,熱量自動地從低溫區傳導至高溫區,且不需付出其它代價,即絕對熵減過程。

熵所描述的能量轉化規律比能量守恆定律更重要,通俗地講:熵定律是"老闆",決定著企業的發展方向,而能量守恆定律是"出納",負責收支平衡,所以說熵定律是自然界的最高定律。

『肆』 熵的物理意義

熱力學第二定律說:一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
因此一個熱力學系統的不可逆過程的初態和終態是有差異的,而這種差異決定了過程的方向。
熵就是表示這個熱力學過程的進行方向的一個函數。

我這樣講,能夠清楚嗎,你現在學習的是什麼教材?

『伍』 熵是什麼如何理解熵原理和熵增原理

熵,熱力學中表徵物質狀態的參量之一,用符號S表示,其物理意義是體系混亂程度的度量。

燈泡碎了不能自己復原,而這一切都是因為熵。

熵增原理,指孤立熱力學系統的熵不減少,總是增大或者不變。用來給出一個孤立系統的演化方向。

說明一個孤立系統不可能朝低熵的狀態發展,不會變得有序。熵增原理是適合熱力學孤立體系的,能量守恆定律是描述自然界普遍適用的定律。 熵增定律僅適合於孤立體系,這是問題的關鍵。

『陸』 熵的物理學意義

熵:
熱力學中表徵物質狀態的參量之一,通常用符號S表示。在經典熱力學中,可用增量定義為dS=(dQ/T),式中T為物質的熱力學溫度;dQ為熵增過程中加入物質的熱量;下標「可逆」表示加熱過程所引起的變化過程是可逆的。若過程是不可逆的,則dS>(dQ/T)不可逆。單位質量物質的熵稱為比熵,記為s。熵最初是根據熱力學第二定律引出的一個反映自發過程不可逆性的物質狀態參量。熱力學第二定律是根據大量觀察結果總結出來的規律,有下述表述方式:①熱量總是從高溫物體傳到低溫物體,不可能作相反的傳遞而不引起其他的變化;②功可以全部轉化為熱,但任何熱機不能全部地、連續不斷地把所接受的熱量轉變為功(即無法製造第二類永動機);③在孤立系統中,實際發生的過程,總使整個系統的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分機械能不可逆地轉變為熱,使熵增加。熱量dQ由高溫(T1)物體傳至低溫(T2)物體,高溫物體的熵減少dS1=dQ/T1,低溫物體的熵增加dS2=dQ/T2,把兩個物體合起來當成一個系統來看,熵的變化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增加的。

◎ 物理學上指熱能除以溫度所得的商,標志熱量轉化為功的程度。

◎ 科學技術上泛指某些物質系統狀態的一種量(liàng)度,某些物質系統狀態可能出現的程度。亦被社會科學用以借喻人類社會某些狀態的程度。

◎ 在資訊理論中,熵表示的是不確定性的量度。

1.只有當你所使用的那個特定系統中的能量密度參差不齊的時候,能量才能夠轉化為功,這時,能量傾向於從密度較高的地方流向密度較低的地方,直到一切都達到均勻為止。正是依靠能量的這種流動,你才能從能量得到功。

江河發源地的水位比較高,那裡的水的勢能也比河口的水的勢能來得大。由於這個原因,水就沿著江河向下流入海洋。要不是下雨的話,大陸上所有的水就會全部流入海洋,而海平面將稍稍升高。總勢能這時保持不變。但分布得比較均勻。

正是在水往下流的時候,可以使水輪轉動起來,因而水就能夠做功。處在同一個水平面上的水是無法做功的,即使這些水是處在很高的高原上,因而具有異常高的勢能,同樣做不了功。在這里起決定性作用的是能量密度的差異和朝著均勻化方向的流動。
熵是混亂和無序的度量.熵值越大,混亂無序的程度越大. 我們這個宇宙是熵增的宇宙.熱力學第二定律,體現的就是這個特徵. 生命是高度的有序,智慧是高度的有序. 在一個熵增的宇宙為什麼會出現生命?會進化出智慧?(負熵) 熱力學第二定律還揭示了, 局部的有序是可能的,但必須以其他地方更大無序為代價. 人生存,就要能量,要食物,要以動植物的死亡(熵增)為代價. 萬物生長靠太陽.動植物的有序, 又是以太陽核反應的衰竭(熵增),或其他的熵增形勢為代價的. 人關在完全封閉的鉛盒子里,無法以其他地方的熵增維持自己的負熵. 在這個相對封閉的系統中,熵增的法則破壞了生命的有序. 熵是時間的箭頭,在這個宇宙中是不可逆的. 熵與時間密切相關,如果時間停止"流動",熵增也就無從談起. "任何我們已知的物質能關住"的東西,不是別的,就是"時間". 低溫關住的也是"時間". 生命是物質的有序"結構"."結構"與具體的物質不是同一個層次的概念. 就象大廈的建築材料,和大廈的式樣不是同一個層次的概念一樣. 生物學已經證明,凡是到了能上網歲數的人, 身體中的原子,已經沒有一個是剛出生時候的了. 但是,你還是你,我還是我,生命還在延續. 倒是死了的人,沒有了新陳代謝,身體中的分子可以保留很長時間. 意識是比生命更高層次的有序.可以在生命之間傳遞. 說到這里,我想物質與意識的層次關系應該比較清楚了. 這里之所以將"唯物"二字加上引號. 是因為並不徹底.為什麼熵減是這個宇宙的本質,還沒法回答. (摘自人民網BBS論壇)

不管對哪一種能量來說,情況都是如此。在蒸汽機中,有一個熱庫把水變成蒸汽,還有一個冷庫把蒸汽冷凝成水。起決定性作用的正是這個溫度差。在任何單一的、毫無差別的溫度下——不管這個溫度有多高——是不可能得到任何功的。

「熵」(entropy)是德國物理學家克勞修斯(Rudolf Clausius, 1822 – 1888)在1850年創造的一個術語,他用它來表示任何一種能量在空間中分布的均勻程度。能量分布得越均勻,熵就越大。如果對於我們所考慮的那個系統來說,能量完全均勻地分布,那麼,這個系統的熵就達到最大值。

在克勞修斯看來,在一個系統中,如果聽任它自然發展,那麼,能量差總是傾向於消除的。讓一個熱物體同一個冷物體相接觸,熱就會以下面所說的方式流動:熱物體將冷卻,冷物體將變熱,直到兩個物體達到相同的溫度為止。如果把兩個水庫連接起來,並且其中一個水庫的水平面高於另一個水庫,那麼,萬有引力就會使一個水庫的水面降低,而使另一個水面升高,直到兩個水庫的水面均等,而勢能也取平為止。

因此,克勞修斯說,自然界中的一個普遍規律是:能量密度的差異傾向於變成均等。換句話說,「熵將隨著時間而增大」。

對於能量從密度較高的地方向密度較低的地方流動的研究,過去主要是對於熱這種能量形態進行的。因此,關於能量流動和功-能轉換的科學就被稱為「熱力學」,這是從希臘文「熱運動」一詞變來的。

人們早已斷定,能量既不能創造,也不能消滅。這是一條最基本的定律;所以人們把它稱為「熱力學第一定律」。

克勞修斯所提出的熵隨時間而增大的說法,看來差不多也是非常基本的一條普遍規律,所以它被稱為「熱力學第二定律」。

2.資訊理論中的熵:信息的度量單位:由資訊理論的創始人Shannon在著作《通信的數學理論》中提出、建立在概率統計模型上的信息度量。他把信息定義為「用來消除不確定性的東西」。

Shannon公式:I(A)=-logP(A)

I(A)度量事件A發生所提供的信息量,稱之為事件A的自信息,P(A)為事件A發生的概率。如果一個隨機試驗有N個可能的結果或一個隨機消息有N個可能值,若它們出現的概率分別為p1,p2,…,pN,則這些事件的自信息的平均值:

H=-SUM(pi*log(pi)),i=1,2…N。H稱為熵。

『柒』 「熵」是什麼意思

熱力體系中,不能利用來做功的熱能可以用熱能的變化量除以溫度所得的商來表示,這個商叫做熵。熵,熱力學中表徵物質狀態的參量之一,用符號S表示,其物理意義是體系混亂程度的度量。

熵的大小與體系的微觀狀態Ω有關,即S=klnΩ,其中k為玻爾茲曼常量,k=1.3807x10-23J·K-1。 體系微觀狀態Ω是大量質點的體系經統計規律而得到的熱力學概率,因此熵有統計意義,對只有幾個、幾十或幾百分子的體系就無所謂熵。

(7)熵的物理意義是什麼擴展閱讀

性質:

1,狀態函數

熵S是狀態函數,具有加和(容量)性質,是廣度量非守恆量,因為其定義式中的熱量與物質的量成正比,但確定的狀態有確定量。其變化量ΔS只決定於體系的始終態而與過程可逆與否無關。由於體系熵的變化值等於可逆過程熱溫商δQ/T之和,所以只能通過可逆過程求的體系的熵變。,

2,宏觀量

熵是宏觀量,是構成體系的大量微觀離子集體表現出來的性質。它包括分子的平動、振動、轉動、電子運動及核自旋運動所貢獻的熵,談論個別微觀粒子的熵無意義。

3,絕對值

熵的絕對值不能由熱力學第二定律確定。可根據量熱數據由第三定律確定熵的絕對值,叫規定熵或量熱法。還可由分子的微觀結構數據用統計熱力學的方法計算出熵的絕對值,叫統計熵或光譜熵。

『捌』 「熵」的物理意義是什麼它是如何被定義的

不知道你需要什麼樣的解釋,我用最通俗的說法幫你解釋下吧,熵定義為混亂度,舉例,睡覺前被子是整齊的,我們就說混亂度比較小,起床後被子凌亂,那就是混亂度比較大,一般我們用熵是比較混亂度的改變來看的,ΔS就叫熵變,混亂度增大,就是熵增加,ΔS>0反之熵減少ΔS<0對於化學物質來說,固體就像睡覺前疊的整齊的被子,熵比較小,氣體就像起床後的被子,混亂,熵比較大所以由固體到氣體的過程是ΔS>0,氣體越多熵增加越多。看是不是可以更好的理解吧。

『玖』 熵的宏觀物理意義是什麼

熵指的是物質系統的熱力學函數,在整個宇宙當中,當一種物質轉化成另外一種物質之後,不僅不可逆轉物質形態,而且會有越來越多的能量變得不可利用。

『拾』 物理學上的"熵"是個什麼概念為什麼叫"熵"

熵在物理上有兩種定義
克勞修斯熵:可逆過程中體系與環境交換的熱量與溫度的比。
波爾茲曼熵:微觀狀態數的自然對數值與波爾茲曼常數的乘積。

兩者實際上是一致的,前者是宏觀定義,後者是微觀定義。
前者說明熵的物理意義是一種能量的退化和蛻變,
後者說明熵的物理意義是體系混亂度的一種量化描述。
熵的意義很抽象,初學者不太好理解,如果是高中生就不必強求了。

之所以叫「熵」,是因為第一個定義里,熵等於熱量與溫度的熵,「火」字旁代表熱量。

樓上說的有錯。
正確的表述是,絕熱體系只會向熵增加的方向變化。條件是「絕熱體系」而不是「一切體系」,
另外,這是熱力學第二定律,不是第一定律。

閱讀全文

與熵的物理意義是什麼相關的資料

熱點內容
word中化學式的數字怎麼打出來 瀏覽:467
乙酸乙酯化學式怎麼算 瀏覽:1141
沈陽初中的數學是什麼版本的 瀏覽:1060
華為手機家人共享如何查看地理位置 瀏覽:791
一氧化碳還原氧化鋁化學方程式怎麼配平 瀏覽:618
數學c什麼意思是什麼意思是什麼 瀏覽:1111
中考初中地理如何補 瀏覽:1061
360瀏覽器歷史在哪裡下載迅雷下載 瀏覽:485
數學奧數卡怎麼辦 瀏覽:1092
如何回答地理是什麼 瀏覽:811
win7如何刪除電腦文件瀏覽歷史 瀏覽:851
大學物理實驗干什麼用的到 瀏覽:1199
二年級上冊數學框框怎麼填 瀏覽:1408
西安瑞禧生物科技有限公司怎麼樣 瀏覽:558
武大的分析化學怎麼樣 瀏覽:986
ige電化學發光偏高怎麼辦 瀏覽:1082
學而思初中英語和語文怎麼樣 瀏覽:1316
下列哪個水飛薊素化學結構 瀏覽:1144
化學理學哪些專業好 瀏覽:1232
數學中的棱的意思是什麼 瀏覽:765