熵是什么意思?

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熵(shāng),热力学中表征物质状态的参量之一,用符号S表示,其物理意义是体系混乱程度的度量。

克劳修斯(T.Clausius) 于1854年提出熵(entropie)的概念,我国物理学家胡刚复教授于1923年根据热温商之意首次把entropie译为“熵”。A.Einstein曾把熵理论在科学中的地位概述为“熵理论对于整个科学来说是第一法则”。

查尔斯·珀西·斯诺(C.P.Snow)在其《两种文化与科学革命》一书中写道: “一位对热力学一无所知的人文学者和一位对莎士比亚一无所知的科学家同样糟糕”.熵定律确立不久,麦克斯韦(J.C.Maxwell)就对此提出一个有名的悖论试图证明一个隔离系统会自动由热平衡状态变为不平衡。

实际上该系统通过麦克斯韦妖的工作将能量和信息输入到所谓的“隔离系统”中去了。这种系统实际是一种“自组织系统”。

以熵原理为核心的热力学第二定律,历史上曾被视为堕落的渊薮。美国历史学家亚当斯H.Adams(1850-1901)说:“这条原理只意味着废墟的体积不断增大”。

有人甚至认为这条定律表明人种将从坏变得更坏,最终都要灭绝。热力学第二定律是当时社会声誊最坏的定律。社会实质上不同于热力学上的隔离系统,而应是一种“自组织系统”。

熵的历史

热力学第一定律阐述的是“能量”以及“能量守恒”的概念,但是第一定律无法定量解释摩擦和耗散的影响

法国数学家拉扎尔·卡诺的分析和贡献最终导致了“熵”这个概念的诞生。

1803年,拉扎尔·卡诺发表了一篇文章“运动和平衡的基本原理”,提出在任何一个机器的运动部分的加速和冲击意味着动量(momentum)的损失,换句话说,在任何自然过程中,总是存在着“有用”的能量逐渐耗散这一固有的趋势。

基于上述研究,1824年拉扎尔·卡诺的儿子尼科拉斯·莱奥纳德·萨迪·卡诺发表了“关于火的原动力”,提出所有的热机的工作都需要存在温度差,当热量从热机热的部分向热机冷的部分转移时,热机获得了原动力。这是对热力学第二定律的最初洞见。

卡诺提出的可逆热机只存在于理想情况。19世纪50年代和60年代,德国物理学家克劳修斯在对实际热机的研究中进一步指出,任何热机都不是可逆的,不可能毫无“改变”,并进一步对这个“改变”进行了定量研究

克劳修斯认为,实际热机在使用过程中会产生“无法使用”的热量(比如热机的活塞和热机壁摩擦产生的热量。在此基础上,克劳修斯提出了熵的概念,将熵描述为能量的耗散。

以上内容参考 百度百科-熵

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