熵增定律

时间:2024-08-21 13:12:15编辑:小星

熵增定律通俗易懂解释是什么?

熵增定律通俗易懂解释是:热量从高温物体流向低温物体是不可逆的。熵用通俗的语言来说就是可能性。熵增原理,就是事物发展的方向,总是朝着大概率的方向变化。比如,沙漠下雨是小概率事件,所以明天沙漠是不会下雨的。简单的说熵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,这就是熵增的原理。系统由有序转变为无序被的过程是熵增,比如系的鞋带会开;家中铺的很整齐的床单睡过后会变乱。“热力学第二定律”热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体。比如一滴墨滴进清水,清水会变黑;一个热的物体和一个冷的物体放在一起,热的物体会变冷,冷的物体会变热等,物理系统总是会趋向平衡状态。一个系统的温度是不均匀的,它慢慢趋向均匀;一个溶液的浓度是不均匀的,同样它会慢慢趋向均匀。

什么是熵增定律

去年一个偶然的机会看了一个视频,介绍“熵增定律”。不长的一个视频,却让人看得非常惊心,因为它阐述的是事实。


熵,代表了一种无序程度,那么熵增表示熵在不断地增加,就是无序在不断地严重起来。熵增定律是一个物理学定律,意味着一切都是在从秩序走向混乱也就是无序。根据熵增定律,如果没有外力来做功,那么整个系统就会不断退化,并变得死气沉沉,越来越混乱。

举个例子,一间房间凌乱不堪,可以说这是一间充满了熵的房间。那么房间的主人对房间进行整理,势必就要消耗其自己的能量来做功,这些能量自然是来自于房间的主人摄入的蛋白质等等。对房间进行整理,使无序变成有序,也就是熵减,就需要消耗能量。换句话说,系统外有不断的外力做功,输入能量,才能做到熵减。这也是对熵增定律的一种认知。

看到这里,我想到了2020年年初的武汉。几家大医院因COVID-19 的原因而混乱不堪,而更为严重的是,整个城市因为这个原因而无序了。可是,3个月后,樱花开了的时候,这个城市就恢复了原状,怎么好起来的?

那一年的大年三十,在这个城市已经不再与外界有任何交通往来的时候,全国各大军区,全国各地的医护工作者,进驻了这个城市。曾经混乱不堪的医院,急诊室,因为有了外援而工作效率倍增。此外,两座方舱医院也以令人吃惊的速度建成并投入使用。再也不会有病人因为不能被医院接收而延误病情,每天除了有新增病例的数字之外也开始出现了治愈患者的人数。这不就是典型的反熵增吗。

虽然需要很多能量,但是系统外注入的能量可以有效地反抗熵增。那么对于个人来说,了解熵增定律,运用法则以及其相关的心理学效应去饯行反熵增可以帮助个人不断进步。也就是说,打破自己的封闭系统,找到系统外的能量,比如不断学习,对接外力来对自己“做功”,就会获得不断“涌现”的成功。

《熵增定律》这本书讲的就是这个。

这是一本非常积极向上的书,并把非常空洞的理论知识与实践相结合来介绍给读者。我明天会继续读这本书,继续在这里分享。


计算熵变的三个公式是什么?

计算熵变的三个公式如下:1、已知定压比热、温度、压力:根据公式△S1-2=CPln(T2/T1)-Rgln(P2/P1)进行计算其中,△S1-2为由状态1到状态2的熵变化量,J/(kg·K)。CP为定压比热,J/(kg·K);T1、T2为状态1和2的热力学温度,K;P1、P2为状态1和2的绝对压力,Pa;Rg为气体常数,J/(kg·K)。2、已知定容比热、温度、比体积:根据公式△S1-2=CVln(T2/T1)+Rgln(v2/v1)进行计算其中,△S1-2为由状态1到状态2的熵变化量,J/(kg·K);CV为定容比热,J/(kg·K)。T1、T2为状态1和2的热力学温度,K;v1、v2为状态1和2的比体积,m3/kg;Rg为气体常数,J/(kg·K)。3、已知定容比热、定压比热、压力、比体积:根据公式△S1-2=CVln(P2/P1)+CPln(v2/v1)进行计算其中,△S1-2为由状态1到状态2的熵变化量,J/(kg·K);CV为定容比热,J/(kg·K);CP为定压比热,J/(kg·K);P1、P2为状态1和2的绝对压力,Pa;v1、v2为状态1和2的比体积,m3/kg。化学中的熵变体系混乱度的状态函数为熵,熵是有加和性质的状态函数。在一个过程中,系统混乱度发生改变,称之为熵变,也就是△S。计算①应用公式S=klnΩ 进行时△S=S2-S1②恒温可逆过程△S=Qr/T③应用吉布斯自由能方程计算△G=△H-△TS往混乱度增大的方向反应△S大于零,相反△S小于零。比较混乱度方法固<液<气 同状态,分子构成原子数相同,分子体积越大,混乱度越大。

熵的公式

熵的公式如下:
1、克劳修斯首次从宏观角度提出熵概念,其计算公式为:S=Q/T,(计算熵差时,式中应为△Q);
2、波尔兹曼又从微观角度提出熵概念,公式为:S=klnΩ,Ω是微观状态数,通常又把S当作描述混乱成度的量。
理想气体的体积熵为:SV=klnΩv=klnV,温度熵为:ST=klnΩT=(3/2)klnT,计算任意过程的熵差公式为:△S=(3/2)kln(T'/T)+kln(V'/V)。


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