孤立系统熵增原理

你听说过物理学中的熵增原理吗?        熵增加原理,是物理学中,描述孤立系统的一条基本定律,即孤立的热力学系统的熵不会减少,只能增加 。通俗讲,就是孤立的热力学系统状态,只能从有序走向无序,而不可能相反 。

     如果说上方的表述还太专业化外,我们可以用熟悉生活事例来说明 。把房间中的一瓶气体打开,气体从有序的瓶子出耒,肯定会向四周充满整个房间,这是自然熵增过程,气体能自动回到瓶子(熵减)吗?不可能 。

        同样,一杯热水放置在空气中,自然结果,只能是把热量传给外界空气,温度降低,这就是熵增过程,而反之自动空气中的热量回收,杯里的水温度升高,这就永远不可能 。再推而广之,自然条件下,水只能从高处向低处流,人只能从生走向死……哈哈,有点感觉了吗?

     用一句你能理解的话来总结,熵增原理告诉我们,一切自然过程都是有方向性的 。
增熵定理熵增原理正确的写法是熵增定律,是指孤立热力学系统的熵不减少,总是增大或者不变 。也就是系统经绝热过程由一状态达到另一状态熵值不减少 。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 。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|大于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 。

在科学中有三个基本定律,即质量守恒定律,能量守恒定律和电荷守恒定律 。质量、能量守恒定律在微观领域又被推广为质、能相关定律 。质量守恒定律,能量守恒定律和质能相关定律在数学上表示为等式 。而熵增定律则是不等式,即在孤立系中,熵增总是大于或等于零(△S≥0) 。在这种等式与不等式的差别中,隐含着深刻的意义 。
热力学第二定律也叫做熵增原理吗?可以这么认为
熵增加原理:
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 。
熵增原理是什么答: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 。
熵总是联系着大量子系统,而人类社会正是这样一个复杂的体系 。在人类社会中不仅有熵增,而且有熵减,这就使关于人类的科学与整个自然科学产生分歧,出现自然科学与人文科学的矛盾 。
我们知道,在科学中有三个基本定律,即质量守恒定律,能量守恒定律和熵增定律 。质量、能量守恒定律在微观领域又被推广为质、能相关定律 。质量守恒定律,能量守恒定律和质能相关定律在数学上表示为等式 。而熵增定律则是不等式 , 即在孤立系中 , 熵增总是大于或等于零 ( △ S ≥ 0)。在这种等式与不等式的差别中,隐含着深刻的意义 。
从系统三象性的基点来看,问题是这样的:任何系统状态 ( 点 ) 上物质性、能量性、信息性不可分离地共存着,但物质 ( 质量 ) 和能量是守恒的,而信息却 ( 信息是负熵 ) 不守恒 。
由于在孤立系中熵总是增加的,而熵是混乱度 。那么,系统在孤立情况下总是自动地趋向于混乱与无序,这就与生物的有序化发展产生矛盾,出现克劳胥斯与达尔文的分裂 。
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 。
熵总是联系着大量子系统,而人类社会正是这样一个复杂的体系 。在人类社会中不仅有熵增,而且有熵减,这就使关于人类的科学与整个自然科学产生分歧,出现自然科学与人文科学的矛盾 。
质量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普适定律,而熵增定律则适合于热力学孤立体系 。任一质点或任一质点系都适合于质量守恒定律和能量守恒定律,但一个质点就谈不上熵增,非孤立体系的熵也不一定增加 。
熵增理论是什么?为什么说这是宇宙中最令人绝望的规律?熵增原理就是孤立热力学系统的不减少,总是增大或者不变 。说明一个孤立系统不可能朝低熵的态发展,不会变得有序 。简单地说,一个封闭的系统环境中,无论它现在多么有序、良性地发展,若不与外界交换能量、信息,它一定会自发地向无序的状态变化 。
【孤立系统熵增原理】

孤立系统熵增原理

文章插图
熵增,在人生观上的启示是:越发力,越混乱 。人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生 。之所以说这是宇宙中最令人绝望的规律是因为它揭示了宇宙演化的终极规律,比如物质总是向着焗增演化,屋子不收拾会变乱,手机会越来越卡,耳机线会凌乱,热水会慢慢变凉,太阳会不断燃烧衰变……直到宇宙的尽头——热寂 。从个体上说可以解释为:自律总是比懒散痛苦,放弃总是比坚持轻松,变坏总是比变好容易 。这就是为什么只有少部分意志坚定的人能做到自我管理,大多数人都是作息不规律,饮食不规律,学习不规律 。在群体上的表现有大公司的组织架构会变得臃肿,员工会变得官僚化,整体效率和创新能力下降;封闭的国家会被世界淘汰 。因为所有事物都在向着无规律,向着无序和混乱发展,如果你要变得自律,你就得逆着熵增做功,这个过程会非常痛苦 。
每个人都有选择自己生活方式的权利,可以散漫也可以自律 。所以,简而言之,就是人从出生那一刻开始就是在人间受苦的,因为顺从生理和心理喜好对人本身来说是简单的,但违背自己的原始需求是困难的,尤其对那些对自己的身材和生活标准有高要求和高标准的人来说,那更无时无刻不在克制身体与意志的双重煎熬 。所以熵增理论可以说这是宇宙中最令人绝望的规律 。

    【什么知道】www.shenmezhidao.com小编为您精选以下内容,希望对您有所帮助: