什么是熵增加原理?有何意义

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什么叫熵?什么叫熵增加原理?它们与信息、生命、社会、经济、管理有什么关系?~

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。
原理:孤立系统的熵永不自动减少,熵在可逆过程中不变,在不可逆过程中增加。熵增加原理是热力学第二定律的又一种表述,它比开尔文、克劳修斯表述更为概括地指出了不可逆过程的进行方向;同时,更深刻地指出了热力学第二定律是大量分子无规则运动所具有的统计规律,因此只适用于大量分子构成的系统,不适用于单个分子或少量分子构成的系统。
关系:熵与社会、经济和管理 传统观点:能的概念比熵的概念更重要; 因为能量主宰了宇宙中的一切(能量必须守恒)熵是能量的附庸,是在能量守恒的前提下进一步指示过程进行的方向。
能量视为宇宙的女主人,熵是她的影子 现代观点: 熵与无效能量、混乱、废物、污染、生态环境破坏、物质资源浪费甚至于政治腐败、社会腐败联系起来, 负熵与有序、结构、信息、生命甚至廉政、精神文明联系起来 玻耳兹曼的统计力学在研究平衡系统的热性质和可逆过程方面取得了巨大的成功,用微观分子运动很好地解释了宏观的热力学规律。
玻耳兹曼去世之后,许多物理学家对非平衡态和不可逆过程做了进一步的研究。普里高津在1947年提出最小熵产生原理,指出在平衡状态下,没 有熵产生(即熵产生率为零);在 “近平衡态”的不可逆过程中,虽然 有熵产生,但熵的产生率趋向最小。 普里高津深受著名哲学家柏格森把时间看作“创造”与“进化”思想的影响。 在生物与社会的进化中,我们看到的是从无序到有序,从简单到复杂的演进。

扩展资料熵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。

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。

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。
参考资料来源:百度百科-热力学第二定律
参考资料来源:百度百科-熵

熵增加原理与麦克斯韦的逆天实验

熵增加原理一般指热力学第二定律。

热力学第二定律(second law of thermodynamics),热力学基本定律之一,克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。开尔文表述为:不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。熵增原理:不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。

1824年,法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理。德国人克劳修斯(Rudolph Clausius)和英国人开尔文(Lord Kelvin)在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理,意识到卡诺定理必须依据一个新的定理,即热力学第二定律。他们分别于1850年和1851年提出了克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述在理念上是等价的。

扩展资料

随着科技的发展和社会的进步,人们对熵的认识已经远远超出了分子运动领域,被广泛用于任何做无序运动的粒子系统,也用于研究大量出现的无序事件。熵已成为判断不同种类不可逆过程进行方向的共同标准。熵增加的原理突出了世界的演化性、方向性和不可逆性,深化了人类对自然和社会的认识,使“演化”和“发展”越来越成为新自然观的主题。

熵增原理表明,在绝热条件下,只可能发生dS≥0 的过程,其中dS = 0 表示可逆过程;dS>0表示不可逆过程,dS<0 过程是不可能发生的。但可逆过程毕竟是一个理想过程。因此,在绝热条件下,一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大,直到达到平衡态。

参考资料来源:百度百科-熵增加原理



熵增加原理与麦克斯韦的逆天实验



  熵增加原理:
  利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理。利用克劳修斯等式与不等式及熵的定义可知,在任一微小变化过程中恒有熵增加原理,其中不等号适于不可逆过程,等号适于可逆过程。对于绝热系统,则上式又可表为dS≥0。这表示绝热系统的熵绝不减少。可逆绝热过程熵不变,不可逆绝热过程熵增加,这称为熵增加原理。
  意义:
  随着科技的发展和社会的进步,人们对熵的认识已经远远超出了分子运动领域,被广泛用于任何做无序运动的粒子系统,也用于研究大量出现的无序事件。熵已成为判断不同种类不可逆过程进行方向的共同标准。熵增加的原理突出了世界的演化性、方向性和不可逆性,深化了人类对自然和社会的认识,使“演化”和“发展”越来越成为新自然观的主题。


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