什么是熵增?关于熵增定律,你都知道多少?
在理解熵增、熵增定律之前,还是应该先理解什么是熵。
一、熵的概念
在热力学中,熵代表了系统中不可用的能量,是系统的热力学参量。熵主要是衡量系统产生自发过程的能力。
在统计学中,熵代表了系统在给定宏观状态下,处于不同微观状态的可能性。熵是衡量系统的无序性。
二、熵增的概念
关于熵增,可以从物理学、热力学、统计学三个角度去理解。
物理学方面,熵增过程是一个系统从有序向无序发展的过程,并且这个过程是自发的。
热力学方面,熵增过程的特点是系统总能量不变,但其中的可用部分减少。
统计学方面,熵增系统的特点,就是变得越来越难描述其微观状态。
三、熵增原理
对于一个孤立的热力学系统而言,熵总是不断地增加或者保持不变,根本不会减少。熵增原理,就是描述一个孤立系统的演化方向。这也就说明了一个孤立系统不会向着有序的方向发展。
熵增定律,也就是热力学第二定律。这个定律是由克劳修斯提出的。熵增定律就是热量从高温物体流向低温物体的这个过程是不可逆的。熵增定律可以用物理表达式,表达为:S =∫dQ/T或ds = dQ/T。
熵增原理表明,对于绝热过程,一般只会发生dS≥0 的过程,当dS = 0, 表示这是一个可逆过程;dS>0表示这是一个不可逆过程。
在绝热条件下,熵值减少的过程是不可能发生的。可能发生的过程,一般是使系统的熵增大,直接达到一个相对平衡的状态。
我们大家知道的永动机,就是违背了热力学第二定律。熵增原理,其实也就是热力学第二定律的另外一种描述。热力学第二定律,也是有使用条件的。这个条件包括以下两个。一个是该系统是线性的。另一个是系统全部是各向同性的。