“熵”的解释。请问“熵”是一个什么概念
熵概念的分类及定义
什么叫熵?有人认为这个概念还不清楚,笔者认为从克劳修斯、 波耳兹曼到申农对熵的定义是正确的, 所谓不清楚是因为这些定义并不都能表示所有群体的状态,为了解决这个问题,结合熵概念泛化的倾向, 笔者建议将熵分成热力学熵(S)和非热力学熵(S′)两大类。 例如:
┏温度熵
┏ 热力学熵------ |体积熵
| |化学熵
| ┗构型熵
熵━
| ┏信息熵
| |社会熵
| |心理熵
┗非热力学熵)--- |人体熵
|政治熵
┗经济熵
非热力学熵大多与人有关, 笔者建议用立人旁加商表示非热力学熵,符号为S′(作者本意是在S上加一横,但打不出来)。
熵是什么?笔者笼统地把熵定...全部
熵概念的分类及定义
什么叫熵?有人认为这个概念还不清楚,笔者认为从克劳修斯、 波耳兹曼到申农对熵的定义是正确的, 所谓不清楚是因为这些定义并不都能表示所有群体的状态,为了解决这个问题,结合熵概念泛化的倾向, 笔者建议将熵分成热力学熵(S)和非热力学熵(S′)两大类。
例如:
┏温度熵
┏ 热力学熵------ |体积熵
| |化学熵
| ┗构型熵
熵━
| ┏信息熵
| |社会熵
| |心理熵
┗非热力学熵)--- |人体熵
|政治熵
┗经济熵
非热力学熵大多与人有关, 笔者建议用立人旁加商表示非热力学熵,符号为S′(作者本意是在S上加一横,但打不出来)。
熵是什么?笔者笼统地把熵定义为:描述群体系统状态复杂程度的物理量,热力学熵已由前人给出,而非热力学熵将有各自的模型, 这要作具体的定义(作者目前无法给出)。
3、热力学熵的熵变公式
⑴ 克劳修斯提出的孤立系统熵增原理公式为:
dS>0(不可逆过程), 3-1
⑵ 普里高津提出的开放系统熵变公式为:
dS=diS+deS ,3-2
当deS=0时,diS>0,dS>0
当deSdiS时,dS0 ,3-4
dS=diS+deS=0, 3-5
dS=diS+de〈0 ,3-6
上式中dS为系统内的总熵变,dSV(T)温度熵变,dST(V)体积熵变,deS熵流。
熵流与热能流、物质流方向是一致的, 流进系统为正,流出系统为负。系统内部的熵diS(过去称熵产生)分解为温度熵变和体积熵变。
公式3-3在公式3-1和3-2的基础上有所发展,对它进行分析可出现13种组合关系,这些关系可反映自然界熵增、熵减、熵不变的全部规律(另文介绍)。
目前,熵增和相对熵减的现象在我们的身边都能找到, 而寻找和认识绝对熵减有一定困难,其原因是天体的演变对应的时空不便观察。其实引力具有减熵的能力, 引力可以抗衡全体星空的熵长, 所以说我们不能坐井观天、崇尚热寂、无视宇宙是充满生机和活力的客观现实。
4、非热力学熵的熵变规律
笔者通过对非热力学系统许多现象的归纳总结(以及按3-3式外推),提出的熵变规律为:在同一层次上,系统内的正熵和负熵具有共轭性(既共存又相反的性质),总熵变等于正熵、负熵的累加之和(正熵取正值, 负熵取负值),其结果属于实数,可分为大于零、等于零、小于零三种情形;对于理想情形,总熵变等于零。
表达式如下:
△S′=∑ni=1△S′(+)(△Xi)+∑ni=1△S′(-)(△Xi)∈R, 4-1
当系统无限大,时间无限长时:
△S=∑ni=1△S′(+)(△Xi)+∑ni=1△S′(-)(△Xi)=0
4-1式中,△S′指系统内的总熵变,等式右边第一项是正熵变的累和,第二项是负熵变的累和。
末状态
S′2=S′2(+)+S′2(-),初状态S′1=S′1(+)+S′1(-),如果仅研究两个状态的熵变,4-1式可以简写为:△S′=S′2-S′1=[S′2(+)+S′2(-)]-[ S′1(+)+S′1(-)]=[S′2(+)- S′1(+)]+[S′2(-)-S′1(-)]=△S′(+)-△ S′(-),该式展开如下:
┍ 熵增: △S′(+)>△ S′(-), △ S′>0 ,4-2
| [S′2(+)- S′1(+)>S′2(-)-S′1(-)]
熵变规律------ |熵减: △S′(+)<△ S′(-),△ S′<0,4-3
[S′2(+)- S′1(+) S′(-)是负熵(取负号),指有利于系统发展的要素的熵值, 社会负熵的要素如:经济增长率、人均收入增长率、民主程度、破案率等; 影响人体健康的外部因素的负熵要素如:充足的营养、锻炼身体程度、良好的生活条件、健康的心理素质等。
S′ (+)是正熵(取正号), 指不利于系统发展的要素的熵值,社会正熵要素如:犯罪率、离婚率、官员不廉洁度、 自然灾害损失率等;影响人体健康的外部因素的正熵要素如:营养不良,环境污染、 居住拥挤、气候炎热等。
正熵变减去负熵变即为总熵变值, 总熵变值反映了某一时候社会的混乱度或人的健康状态,用它可以比较如今年和去年、 这个五年和上个五年的差别,这个差值从总体上反映了系统的变化方向和程度。
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