能否尽量通俗地解释什么叫做熵

   更新日期:2024.05.12

熵 


shāng 


◎ 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。


◎ 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。


  1. 只有当你所使用的那个特定系统中的能量密度参差不齐的时候,能量才能够转化为功,这时,能量倾向于从密度较高的地方流向密度较低的地方,直到一切都达到均匀为止。正是依靠能量的这种流动,你才能从能量得到功。 

江河发源地的水位比较高,那里的水的势能也比河口的水的势能来得大。由于这个原因,水就沿着江河向下流入海洋。要不是下雨的话,大陆上所有的水就会全部流入海洋,而海平面将稍稍升高。总势能这时保持不变。但分布得比较均匀。 


正是在水往下流的时候,可以使水轮转动起来,因而水就能够做功。处在同一个水平面上的水是无法做功的,即使这些水是处在很高的高原上,因而具有异常高的势能,同样做不了功。在这里起决定性作用的是能量密度的差异和朝着均匀化方向的流动。 

熵是混乱和无序的度量.熵值越大,混乱无序的程度越大. 我们这个宇宙是熵增的宇宙.热力学第二定律,体现的就是这个特征. 生命是高度的有序,智慧是高度的有序. 在一个熵增的宇宙为什么会出现生命?会进化出智慧?(负熵) 热力学第二定律还揭示了, 局部的有序是可能的,但必须以其他地方更大无序为代价. 人生存,就要能量,要食物,要以动植物的死亡(熵增)为代价. 万物生长靠太阳.动植物的有序, 又是以太阳核反应的衰竭(熵增),或其他的熵增形势为代价的. 人关在完全封闭的铅盒子里,无法以其他地方的熵增维持自己的负熵. 在这个相对封闭的系统中,熵增的法则破坏了生命的有序. 熵是时间的箭头,在这个宇宙中是不可逆的. 熵与时间密切相关,如果时间停止"流动",熵增也就无从谈起. "任何我们已知的物质能关住"的东西,不是别的,就是"时间". 低温关住的也是"时间". 生命是物质的有序"结构"."结构"与具体的物质不是同一个层次的概念. 就象大厦的建筑材料,和大厦的式样不是同一个层次的概念一样. 生物学已经证明,凡是到了能上网岁数的人, 身体中的原子,已经没有一个是刚出生时候的了. 但是,你还是你,我还是我,生命还在延续. 倒是死了的人,没有了新陈代谢,身体中的分子可以保留很长时间. 意识是比生命更高层次的有序.可以在生命之间传递. 说到这里,我想物质与意识的层次关系应该比较清楚了. 这里之所以将"唯物"二字加上引号. 是因为并不彻底.为什么熵减是这个宇宙的本质,还没法回答. (摘自人民网BBS论坛) 


不管对哪一种能量来说,情况都是如此。在蒸汽机中,有一个热库把水变成蒸汽,还有一个冷库把蒸汽冷凝成水。起决定性作用的正是这个温度差。在任何单一的、毫无差别的温度下——不管这个温度有多高——是不可能得到任何功的。 


“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。 


在克劳修斯看来,在一个系统中,如果听任它自然发展,那么,能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触,热就会以下面所说的方式流动:热物体将冷却,冷物体将变热,直到两个物体达到相同的温度为止。如果把两个水库连接起来,并且其中一个水库的水平面高于另一个水库,那么,万有引力就会使一个水库的水面降低,而使另一个水面升高,直到两个水库的水面均等,而势能也取平为止。 


因此,克劳修斯说,自然界中的一个普遍规律是:能量密度的差异倾向于变成均等。换句话说,“熵将随着时间而增大”。 


对于能量从密度较高的地方向密度较低的地方流动的研究,过去主要是对于热这种能量形态进行的。因此,关于能量流动和功-能转换的科学就被称为“热力学”,这是从希腊文“热运动”一词变来的。 


人们早已断定,能量既不能创造,也不能消灭。这是一条最基本的定律;所以人们把它称为“热力学第一定律”。 


克劳修斯所提出的熵随时间而增大的说法,看来差不多也是非常基本的一条普遍规律,所以它被称为“热力学第二定律”。


2.信息论中的熵:信息的度量单位:由信息论的创始人Shannon在著作《通信的数学理论》中提出、建立在概率统计模型上的信息度量。他把信息定义为“用来消除不确定性的东西”。


Shannon公式:I(A)=-logP(A)


I(A)度量事件A发生所提供的信息量,称之为事件A的自信息,P(A)为事件A发生的概率。如果一个随机试验有N个可能的结果或一个随机消息有N个可能值,若它们出现的概率分别为p1,p2,…,pN,则这些事件的自信息的平均值:


H=-SUM(pi*log(pi)),i=1,2…N。H称为熵。



  • 18537423255 :三体里说的熵和有序度是什么意思?跪求用大白话解释下第二段。百度百科...
    卓韵彩1455 :答:超级简单来说 熵就是事物的有序度 比如你桌上有排放堆叠整齐的书,那么它们的熵值就很小 但如果你随手把书扔在桌子上,它们无序地堆在桌子上,它们的熵值就很大了
  • 18537423255 :谁可以帮我比较通俗的解释一下熵、焓、等熵焓降这些专业名词?
    卓韵彩1455 :答:2、焓,热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量,常用符号H表示。焓的物理意义是体系中热力学能再附加上PV这部分能量的一种能量。3、焓变是制约化学反应能否发生的重要因素之一,另一个是熵变。熵增焓减,反应自发;熵减焓增,反应逆向自发;熵增焓增,高温反应自发;熵减焓减,低温反应自发。
  • 18537423255 :能否尽量通俗地解释什么叫做熵?
    卓韵彩1455 :答:回答:物理学上最高最牛一个字的概念:熵。 熵是什么概念呢?“熵”是一种无序程度的量度,意思是越混乱越无规律熵值就越大,反之熵值越小。 例如:环境温度摄氏20度,白水温度20摄氏度,蓝墨水20摄氏度。然后把一滴蓝色的自来水笔滴到白水烧杯里,你会看到慢慢的蓝色墨水散开了。最后,白水的整个烧杯变成...
  • 18537423255 :热力学中熵的定义是什么?{百度上的解释内容太多了,理解上有困难,而且...
    卓韵彩1455 :答:由于是可逆过程,系统的温度也是T。注意T一般而言是变量,对于温度不变的可逆过程上述定义就变成ΔS=Q/T,即系统在等温可逆过程中的吸热量与温度之比(这个不能认为是定义,没有普遍性)。熵的定义是个比较抽象的定义,没有更进一步的物理意义。在统计物理学中,热力学熵被解释为系统微观运动的无序度...
  • 18537423255 :熵增通俗的意思
    卓韵彩1455 :答:熵用通俗的语言来说便是可能性物理定义熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程Bortz, 1986 Roth, 1993 热力学定义熵增加,系统的总能量不变,但其中可用部分减少统计学定义熵衡量系统的无序性。从原则上说,风可以把沙粒吹起,并堆叠成一个沙堡但它就是绝对不可能发生而另一种可能性却不能...
  • 18537423255 :熵是什么?通俗的来讲
    卓韵彩1455 :答:熵的解释 [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. 科学技术上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。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。
  • 18537423255 :能否尽量通俗地解释什么叫做熵
    卓韵彩1455 :答:2、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...
  • 18537423255 :谁能帮我朴实而详细的介绍一下★熵★这个字,以及它所蕴涵的意义,谢谢了...
    卓韵彩1455 :答:这是关于熵的通俗理解 天还没亮,忧伤的年轻人已在空荡荡的路上散步。其实夜还是深夜,秋风吹着树丫沙沙作响,月光给忧伤披上一层薄纱,离睡眠的时间尚早。很难说,今天的年轻人独自散步的时候,想到的还是不是未来。时间有多长,负担就有多重。今年,我22岁,可我已经习惯于回忆。熵,宇宙能量状态...
  • 18537423255 :什么是熵
    卓韵彩1455 :答:熵是物理名词,通俗的讲就是衡量我们这个世界中事物混乱程度的一个指标,热力学第二定律中认为孤立系统总是存在从高有序度转变成低有序度的趋势,这就是熵的解释。热力学第二定律(secondlawofthermodynamics),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...
  • 18537423255 :熵与焓的区别,请说通俗一点的辨别
    卓韵彩1455 :答:简单而言,焓指能量,熵指混乱度 焓的物理意义是体系中热力学能再附加上PV这部分能量的一种能量。H=U+pV 熵的物理意义是体系的混乱程度,定义式:dS=dQ/T
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