物理學上的 熵 是個什麼概念 為什麼叫 熵

時間 2021-08-30 16:59:43

1樓:

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,前者是巨集觀定義,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”,是因為第一個定義裡,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。

2樓:笑彈風雨

描述熱力學系統的重要態函式之一。熵的大小反映系統所處狀態的穩定情況,熵的變化指明熱力學過程進行的方向,熵為熱力學第二定律提供了定量表述。

3樓:留住你的身影

熵就是混亂度,一切物體總是向著熵增加的方向移動,這是熱力學第一定律

4樓:匿名使用者

1.熵不是能量!

2.一定意義上熵代表了無序度;

3.描述熱力學系統的重要態函式之一,熵=熱量/溫度。

我的補充說明:

目前還沒有科學家能完整的闡述熵到底是什麼,熵描述了系統的一種狀態,它是自然界固有的、無序的、不可視的、具有趨勢的、矛盾統一的狀態。

5樓:匿名使用者

我只大概知道。熵就是不能再被轉化利用的能量吧。

雖然有能量守恆定律,似乎世界上的能量就用之不竭了。但其實不是這樣的,許多情況下,我們在使用自然界的各種能量的時候,都會有一部分向外輻射,這部分能量就不能再被使用了。

“熵”是什麼意思?

6樓:y我願與你深愛

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。

擴充套件資料

性質:1,狀態函式

熵s是狀態函式,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,巨集觀量

熵是巨集觀量,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。可根據量熱資料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資料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。

7樓:馬文玉傳

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。

1、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。

2、科學技術上泛指某些物質系統狀態的一種量度或者某些物質系統狀態可能出現的程度。熵:拼

熵 shāng

部 首:火 ,筆 畫:15 ,五 行:火, 繁 體:熵,五 筆:oumk

8樓:哇哎西西

“熵”的意思是:

1、物理學上指熱能除以溫度所得的商,標誌熱量轉化為功的程度。

2、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。

基本資訊:

拼音:shāng,四角碼:90827

部首:火,總筆畫:15,部首外:11

98五筆:oyuk,86五筆:oumk,鄭碼:uoul

9樓:匿名使用者

熵 shang

釋義1:物理學上指熱能除以溫度所得的商,標誌熱量轉化為功的程度。

2: 科學技術上用來描述、表徵體系混亂度的函式。亦被社會科學用以借喻人類社會某些狀態的程度。

3:熵是生物親序,是行為攜靈現象。科學家已經發明瞭測量無序的量,它稱作熵,熵也是混沌度,是內部無序結構的總量。

英譯 entropy

熵指的是體系的混亂的程度,它在控制論、概率論、數論、天體物理、生命科學等領域都有重要應用,在不同的學科中也有引申出的更為具體的定義,是各領域十分重要的參量。熵由魯道夫·克勞修斯(rudolf clausius)提出,並應用在熱力學中。後來在,克勞德·艾爾伍德·夏農(claude elwood shannon)第一次將熵的概念引入到資訊理論中來。

[編輯本段]歷史

2023年,德國物理學家魯道夫·克勞修斯首次提出熵的概念,用來表示任何一種能量在空間中分佈的均勻程度,能量分佈得越均勻,熵就越大。一個體系的能量完全均勻分佈時,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。克勞修斯在研究卡諾熱機時,根據卡諾定理得出了對任意迴圈過程都都適用的一個公式 :

ds=(dq/t)。

對於絕熱過程q=0,故s≥0,即系統的熵在可逆絕熱過程中不變,在不可逆絕熱過程中單調增大。這就是熵增加原理。由於孤立系統內部的一切變化與外界無關,必然是絕熱過程,所以熵增加原理也可表為:

一個孤立系統的熵永遠不會減少。它表明隨著孤立系統由非平衡態趨於平衡態,其熵單調增大,當系統達到平衡態時,熵達到最大值。熵的變化和最大值確定了孤立系統過程進行的方向和限度,熵增加原理就是熱力學第二定律。

2023年,夏農在bell system technical journal上發表了《通訊的數學原理》(a mathematical theory of communication)一文,將熵的概念引入資訊理論中。

[編輯本段]熵函式的來歷

熱力學第一定律就是能量守恆與轉換定律,但是它並未涉及能量轉換的過程能否自發地進行以及可進行到何種程度。熱力學第二定律就是判斷自發過程進行的方向和限度的定律,它有不同的表述方法:熱量不可能自發地從低溫物體傳到高溫物體;熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化;不可能從單一熱源取出熱量使之全部轉化為功而不發生其他變化;第二類永動機是不可能造成的。

熱力學第二定律是人類經驗的總結,它不能從其他更普遍的定律推匯出來,但是迄今為止沒有一個實驗事實與之相違背,它是基本的自然法則之一。

由於一切熱力學變化(包括相變化和化學變化)的方向和限度都可歸結為熱和功之間的相互轉化及其轉化限度的問題,那麼就一定能找到一個普遍的熱力學函式來判別自發過程的方向和限度。可以設想,這種函式是一種狀態函式,又是一個判別性函式(有符號差異),它能定量說明自發過程的趨勢大小,這種狀態函式就是熵函式。

如果把任意的可逆迴圈分割成許多小的卡諾迴圈,可得出

∑(δqi/ti)r=0 (1)

即任意的可逆迴圈過程的熱溫商之和為零。其中,δqi為任意無限小可逆迴圈中系統與環境的熱交換量;ti為任意無限小可逆迴圈中系統的溫度。上式也可寫成

10樓:可旎瑞茂才

基本解釋:熵

shāng

物理學上指熱能除以溫度所得的商,標誌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。

“熵”的物理意義是什麼?它是如何被定義的

11樓:匿名使用者

熵 【拼音:shāng】熵的概念是由德國物理學家克勞修斯於2023年所提出。化學及熱力學中所指的熵,是一種測量在動力學方面不能做功的能量總數。

熵亦被用於計算一個系統中的失序現象。熵是一個描述系統狀態的函式,但是經常用熵的參考值和變化量進行分析比較。

1.混亂度和微觀狀態數

決定反應方向主要有兩個因素:[1]

(1).反應熱效應。放熱反應使體系的能量下降

(2).混亂度。一些吸熱反應在一定溫度下也可進行 特點是反應體系的混亂度變大。體系的微觀狀態數越多,體系的混亂度越大,微觀狀態數可以定量地表明體系的混亂度。

2.狀態函式

熵:描述體系混亂度的狀態函式叫做熵,用s表示。體系的狀態一定,其微觀狀態數一定,如果用狀態函式來表示混亂度的話,狀態函式與與微觀狀態數ω存在下列關係s=klnω,其中k=1.

38×10-23j/k叫波爾茲曼常數。熵是一種具有加和性的狀態函式,體系的熵值越大則微觀狀態數ω的越大,即混亂度越小(孤立系統都是由非平衡到平衡狀態轉化的),因此可以認為化學反應趨向於熵值增加,即趨向於∆rs>0。過程的始終態一定,狀態函式s的改變數∆s的值是一定的,過程中的熱量變化是和途徑有關的量,若以可逆方式完成這一過程時,熱量用qr表示,則∆s=qr/t 。

在373k,1.013×105pa時ho(l) →ho(g)的相變熱為44.0kj/mol故此過程的摩爾熵變∆sm=qr/t= 44.

0×103/373=118(j/mol·k)

3.熱力學第三定律和標準熵

熱力學第三定律:在0k時任何完整晶體中的原子或分子只有一種排列方式,即只有唯一的微觀狀態,其熵值為零。從熵值為零的狀態出發,使體系變化到p=1.

013×105pa和某溫度t,如果知道這一過程中的熱力學資料,原則上可以求出過程的熵變值,它就是體系的絕對熵值。於是人們求得了各種物質在標準狀態下的摩爾絕對熵值,簡稱標準熵,單位為kj/mol。

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