熵增定律文献
A. 熵增定律,为什么会被称为让人绝望的物理定律
除非宇宙中存在能够任意操控单个粒子运动的“麦克斯韦妖”,或者宇宙之外还有其他宇宙提供能量,或者量子效应在满是轻子和光子的宇宙中发挥主导作用,我们的宇宙才有可能避免热寂的结局。
B. 熵定律的定律简介
熵的概念最早起源于物理学,用于度量一个热力学系统的无序程度。热力学第二定律,又称“熵增定律”,表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。
在信息论中,熵被用来衡量一个随机变量出现的期望值。它代表了在被接收之前,信号传输过程中损失的信息量,又被称为信息熵。信息熵也称信源熵、平均自信息量。在1948年,克劳德·艾尔伍德·香农将热力学的熵,引入到信息论,因此它又被称为香农熵。
熵在生态学中是表示生物多样性的指标。
C. 熵增定律是怎样的为何打破它时间就能倒流
每隔一段时间,必须出现某些东西来打破原来的平衡并形成新的平衡。每个人都做过后悔的事情,而且很多人都想回到过去,但是目前,我们似乎无法在现实世界中解决这个问题,因为现实世界中的每个亚原子粒子无疑都在前进。但是当所有这些先决条件都改变了吗,我们有可能在原子世界中得到不同的答案吗,最近,两位科学家实现了这一假设,他们在量子世界中取得了一个有趣的发现。
我们的世界遵循定律熵增加定律,这是热力学的第二定律。低温物体中的热量不能传递给高温物体。这意味着热茶只会在暴露在空调中时变得越来越冷,而冷水只有在放入热炉中时才会被加热。在现实社会中,熵总是在增加,这决定了我们永远不能回到以前经历的时刻。
关于熵增定律是怎样的为何打破它时间就能倒流的问题,今天就解释到这里。
D. 熵增定律是怎么回事,为何会让科学家感到绝望呢
01 为什么熵增定律如此重要 ?前面提到的,万物向衰,其实背后掩藏着宇宙一个可能非常残酷的演化规律,那就是生命和非生命物质,都是会从有序走向无序,继而寂灭。
生命拿人举例,人发现懒散总是比自律容易,由俭入奢易,由奢入俭难,是因为自律是一种有序的状态。而懒散,则是一种无序的表征,自律的人可以随时放纵变得懒散,而一个懒散的人,却很难摆脱惰性走向自律。
非生命物质,我在开头也提到了很多。热水变凉,手机越来越卡,书越来越旧。熵增的阴影是无处不在的,它会伴随着事物直到毁灭。
这个时候,就需要警惕,自己是不是已经在某种程度上到达了平衡态,赶紧打破现状。当你发现生活毫无压力,并且水波不兴,那可能已经是暴风雨来临之前的平静了。
E. 熵增定律为什么让人绝望,被爱因斯坦称第一
在引力的作用下地球年复一年绕着太阳公转,太阳绕着引力更大的银河系中心公转,而银河系又绕着质量更大的室女座超星系团进行着公转。这一切似乎由一股神秘力量在背后掌控,才使得这宇宙万物变得井然有序,然而在物理学家看来,这种秩序只是一种虚假的繁荣,宇宙之所以井然有序是因为物理定律。
除此之外,人类本身就是“自热体”,会不断的散发热量,而散发的热量更是一种很高的无序形式,以及生物的自组织性,给系统带来了比原来更多的无序。想象一个情景:把一堆乒乓球放在桌子上使其井然有序的排列好,然后开始推动某一个乒乓球,乒乓球会无序的跳动,在一定时刻,会有两个乒乓球大概率的撞击在一块。
我们都知道陨石撞地球的猛烈,如果全宇宙的各个星球都无序排列在一块,开始没有方向的转动,那么星球与星球的撞击带来的结果就是使得周围的星球也受到影响,甚至毁灭。这样的撞击与毁灭是不可逆的熵增定律,所以发现此定律时,是令人感到绝望的。
F. 什么叫熵增定律
熵增定律是克劳修斯提出的热力学定律,克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程,即热量从高温物体流向低温物体是不可逆的,其物理表达式为:S =∫dQ/T或ds = dQ/T。
定律内容
克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程。
在热力学中,熵是系统的状态函数,它的物理表达式为:
S =∫dQ/T或ds = dQ/T
其中,S表示熵,Q表示热量,T表示温度。
该表达式的物理含义是:一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或耗散)的热量除以它的绝对温度。可以证明,只要有热量从系统内的高温物体流向低温物体,系统的熵就会增加:
S =∫dQ1/T1+∫dQ2/T2
假设dQ1是高温物体的热增量,T1是其绝对温度;
dQ2是低温物体的热增量,T2是其绝对温度,
则:dQ1 = -dQ2,T1>T2
于是上式推演为:S = |Q2/T2|-|Q1/T1| > 0
这种熵增是一个自发的不可逆过程,而总熵变总是大于零。
G. 熵增原理的三个基本定律
质量守恒定律,能量守恒定律和电荷守恒定律。
1、质量守恒定律:在任何与周围隔绝的体系中,不论发生何种变化或过程,其总质量始终保持不变。或者说,任何变化包括化学反应和核反应都不能消除物质,只是改变了物质的原有形态或结构,所以该定律又称物质不灭定律。
2、能量守恒定律:一个孤立热力系统的内能不会变化。这个定律也正是能量守恒定律的由来。在相对论诞生后,由于E=mc2,所以综合了化学的质量守恒定律,该定律完善为质能守恒定律。该定律至今仍适用于包括整个宇宙在内的所有热力系统。
3、电荷守恒定律指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化 ,其中所有电荷的代数和永远保持不变。定律表明如果某一区域中的电荷增加或减少了,那必定有等量的电荷进入或离开该区域;若在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
(7)熵增定律文献扩展阅读:
在孤立的热力学系统中熵总是增加的。但是在这个结论是在不考虑到热力学系统内部有万有引力的情况下得到的经验规律。在大到星际尺度时由于万有引力的作用系统倾向于朝向聚合的有序状态而不再倾向于本来的均匀无序状态。在星际尺度下由于万有引力形成的结构:恒星能够向外输出负熵流。这便能解释为何在地球上会出现生物这种有序化的结构。
地球上的生物是一个开放系统,通过从环境摄取低熵物质(有序高分子)向环境释放高熵物质(无序小分子)来维持自身处于低熵有序状态。而地球整体的负熵流来自于植物吸收太阳的光流(负熵流)产生低熵物质。
对于不考虑万有引力的热力学系统,由于熵总是增加的,因而过程就出现单一的时间之矢,从而是不可逆的,这就与牛顿力学的可逆时间产生矛盾,出现牛顿、爱因斯坦与普里戈金、哈肯的分裂。现代科学的普遍解释是熵增过程代表了系统的统计性质即巨量单元的长时间行为。在这个尺度上熵最大的构型是最为可能的状态。
H. 熵增定律的定律内容
克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程。
在热力学中,熵是系统的状态函数,它的物理表达式为:
S =∫dQ/T或ds = dQ/T
其中,S表示熵,Q表示热量,T表示温度。
该表达式的物理含义是:一个系统的熵等于该系统在一定过程中所吸收(或耗散)的热量除以它的绝对温度。可以证明,只要有热量从系统内的高温物体流向低温物体,系统的熵就会增加:
S =∫dQ1/T1+∫dQ2/T2
假设dQ1是高温物体的热增量,T1是其绝对温度;
dQ2是低温物体的热增量,T2是其绝对温度,
则:dQ1 = -dQ2,T1>T2
于是上式推演为:S = |∫dQ2/T2|-|∫dQ1/T1| > 0
这种熵增是一个自发的不可逆过程,而总熵变总是大于零。
I. 熵增理论有哪三个基本定律
熵增理论有三个基本定律,分别是质量守恒定律,能量守恒定律和电荷守恒定律。
1、质量守恒定律:在任何与周围隔绝的体系中,不论发生何种变化或过程,其总质量始终保持不变。或者说,任何变化包括化学反应和核反应都不能消除物质,只是改变了物质的原有形态或结构,所以该定律又称物质不灭定律。
2、能量守恒定律:一个孤立热力系统的内能不会变化。这个定律也正是能量守恒定律的由来。在相对论诞生后,由于E=mc2,所以综合了化学的质量守恒定律,该定律完善为质能守恒定律。该定律至今仍适用于包括整个宇宙在内的所有热力系统。
3、电荷守恒定律:对于一个孤立系统,不论发生什么变化 ,其中所有电荷的代数和永远保持不变。定律表明如果某一区域中的电荷增加或减少了,那必定有等量的电荷进入或离开该区域;若在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
(9)熵增定律文献扩展阅读:
熵增原理的重要地位:
熵增原理是一条与能量守恒有同等地位的物理学原理。
熵增原理是适合热力学孤立体系的,能量守恒定律是描述自然界普遍适用的定律。熵增定律仅适合于孤立体系,这是问题的关键。实际上,绝对的联系和相对的孤立的综合,才是事物运动的本质。虽然从处理方法上讲,假定自然界存在孤立过程是可以的。
但是从本质上讲,把某一事物从自然界中孤立出来是带有主观色彩的。当系统不再人为地被孤立的时候,它就不再是只有熵增,而是既有熵增,又有熵减了。于是可以看到能量守恒定律仍然有效。