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熵是什么意思
熵的意思是用于描述“能量退化”的物质状态参数之一。
熵拼音:shāng,解释:1、名热力学中表示不能利用来做功的热能的数字(即热能的变化量除以温度所得的商)。2、名科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量度或者某些物质系统状态可能出现的程度。
熵的概念
熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出,最初用于描述“能量退化”的物质状态参数之一,在热力学中被广泛应用。
然而在1948年,克劳德·艾尔伍德·香农将热力学的熵,引入到信息论,因此它又被称为香农熵(Shannon entropy)。在信息论中,熵(英语:entropy)是接收的每条消息中包含的信息的平均量,又被称为信息熵、信源熵、平均自信息量。
因此,熵的本质为一个系统“内在的混乱程度”。其现在在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也有引申出更为具体的定义,按照数理思维从本质上说,这些具体的引申定义都是自洽和统一的。
熵,这个字是什么意思?
熵[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(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.
熵的意思
熵的意思是物理学中指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。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,其相关内容如下:
1、熵的定义:熵是一个系统的混乱程度或无序程度的度量。它与系统的微观状态数量有关,即系统的不确定性或随机性。在物理学中,熵通常被定义为系统的微观状态数与宏观态概率密度的对数之差。在封闭系统中,熵只能增加或保持不变,不能减少。
2、熵的物理意义:熵在物理学中具有重要的意义。它描述了系统的无序程度和混乱程度,反映了系统内部微观粒子的运动状态和分布情况。在热力学中,熵是热量与温度的比值,用来描述热量的传递和转化。在信息论中,熵被用来衡量信息的不确定性和随机性,以及信息的价值。
3、熵的来源:熵主要来源于两个方面:一是系统内部的微观粒子的无序运动和随机分布,二是系统与外部环境的相互作用。在封闭系统中,由于物质和能量不能被外部系统吸收或释放,系统的熵只能增加或保持不变。
熵的相关内容
1、熵是一个物理概念,用来描述系统的混乱程度或者说是无序程度。在热力学中,熵是衡量一个封闭系统在一定条件下可产生的总热量。在物理学中,熵是一个用来描述系统“微观状态”的物理量,它代表了系统内部所有微观粒子的状态数量。
2、在统计物理学中,熵被定义为系统的微观状态数与自然对数的乘积。换句话说,熵可以看作是系统微观状态数量的测度,也就是系统内部所有粒子的混乱程度。当系统处于平衡态时,其熵值达到最大,此时系统内部的粒子处于最混乱的状态。
3、除了在物理学中,熵的概念也被广泛应用于信息论、生态学、经济学等领域。在信息论中,熵被用来衡量信息的量,表示信息的不确定性或者说是随机性。在生态学中,熵被用来描述生态系统的稳定性,表示生态系统内部各个组成部分之间的相互作用和依赖程度。
熵的含义
熵的含义如下:
一、熵的概念
熵是一个描述系统混乱程度的概念。在一个封闭的系统内,熵表示系统内部混乱的程度,即系统内所有物质和能量分布的混乱程度。熵是一个物理量,通常用字母S表示。
二、熵的物理意义
熵是描述系统内部状态的一个物理量,它表示系统内所有物质和能量分布的混乱程度。在热力学中,熵是用来描述热力学系统无序状态的物理量,即系统微观粒子的排列方式的混乱程度。当系统从有序状态向无序状态转变时,熵会增加,表示系统的混乱程度增加。
三、熵的统计意义
在统计物理学中,熵是用来描述系统微观粒子分布的混乱程度的物理量。微观粒子的分布方式决定了系统的宏观状态,而熵就是描述微观粒子分布方式混乱程度的物理量。当系统从有序状态向无序状态转变时,微观粒子的分布方式会变得更加混乱,从而导致熵增加。
“熵”字的来源与意义
一、熵的来源
在封闭系统中,熵的来源主要有两个方面:一是系统内部自发演化的过程,这些过程使得系统的状态变得更加混乱;二是外部环境对系统的影响,这些影响使得系统的状态发生变化。
例如,在一个封闭的房间里,空气分子会自发地分布在整个房间中,使得空气分子的分布变得更加混乱,从而导致熵增加。
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二、熵的意义
熵的意义在于它能够描述一个系统的无序程度和混乱程度。在自然界中,许多现象都与熵有关,例如宇宙中的恒星演化、地球上的气候变化等。在人类社会中,许多经济、社会和文化现象也与熵有关,例如经济发展中的市场调节、社会进步中的文化交流等。
熵是什么意思?
熵到底是什么
熵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。
熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出。最初是用来描述“能量退化”的物质状态参数之一,在热力学中有广泛的应用。但那时熵仅仅是一个可以通过热量改变来测定的物理量,其本质仍没有很好的解释,直到统计物理、信息论等一系列科学理论发展,熵的本质才逐渐被解释清楚,即,熵的本质是一个系统“内在的混乱程度”。
扩展资料:
热力学过程作为一个系统热力学性质的改变过程,例如温度、体积、压强、内能等。当一个过程被界定为“可逆”时,即指改变过程在的每一个极短的步骤内,系统都保持非常接近平衡的状态,称为“准静态过程”。
否则,该过程即是“不可逆的”。例如,在一个活塞管中的气体,其体积可以因为活塞移动而改变。“可逆”体积改变是指在进行得极其慢的步骤中,气体的密度一直保持均匀。“不可逆”体积改变即是指在快速的体积改变中,由于体积改变太快,可以形成密度梯度和压力波,并造成不稳定状态。
熵是什么意思?
熵
拼 音: shāng
基本释义:
1.热力体系中,不能利用来做功的热能可以用热能的变化量除以温度所得的商来表示,这个商叫做熵。
2.科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量度或者某些物质系统状态可能出现的程度。
熵:shāng
熵,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。
扩展资料
状态函数
熵S是状态函数,具有加和(容量)性质,是广度量非守恒量,因为其定义式中的热量与物质的量成正比,但确定的状态有确定量。其变化量ΔS只决定于体系的始终态而与过程可逆与否无关。由于体系熵的变化值等于可逆过程热温商δQ/T之和,所以只能通过可逆过程求的体系的熵变。孤立体系的可逆变化或绝热可逆变化过程ΔS=0。
宏观量
熵是宏观量,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。
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热力学的方法计算出熵的绝对值,叫统计熵或光谱熵。
熵是什么意思?
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
什么是熵?
熵的通俗理解如下:
通俗解释就是:熵是衡量我们这个世界中事物混乱程度的一个指标,事物接近混乱状态的程度,事物越无序越混乱,熵越大。反之,则熵小。任何孤立的系统总是存在着从高有序转化为低有序的趋势。这就是熵增的原理。类似于臭味总是会逐渐消散、褶皱的纸很难变得特别平整。
熵概念的提出:
1877年左右,玻尔兹曼提出熵的统计物理学解释。他在一系列论文中证明了:系统的宏观物理性质,可以认为是所有可能微观状态的等概率统计平均值。
例如,考虑一个容器内的理想气体。微观状态可以用每个气体原子的位置及动量予以表达。所有可能的微观状态必须满足以下条件:所有粒子的位置皆在容器的体积范围内;所有原子的动能总和等于该气体的总能量值。
熵的通俗解释。
熵增通俗的意思,简单明了的解释,快来看看吧
熵
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。