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熵怎么读什么意思

熵怎么读什么意思

2023-10-14 17:00 1428浏览

熵是物理学上的一个概念,在最初是用于描述“能量退化”的物质状态参数之一。熵的概念在物理热力学中被广泛应用,你知道熵是什么意思吗?

熵怎么读什么意思

[ shāng ]

1、物理学上指热能除以温度所得的熵,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。

如何通俗地理解“熵”?

试想这样一个场景,在一个静止、透明、密闭的容器内,有一群小蚂蚁。从远处看,这群蚂蚁整体上处于一种静止状态。但是当我们走近观察,每只蚂蚁都在不停的运动当中。

当我们慢慢地加热这个容器时,蚂蚁们因为受热,运动速度逐渐加快,并且每只蚂蚁都被“烧”的晕头转向,慌不择路,运动行为越来越混乱。这时的蚁群非常混乱,可以认为混乱度很大。

相反,当我们冷却这个容器时,随着温度降低,蚂蚁们的运动越来越缓慢,不再晕头转向、慌不择路,蚁群混乱度也越来越小。当温度低至某一温度时,蚂蚁们甚至会被“冻”在原地,不再运动。这时,可以认为蚁群“没有一丝混乱”。

这个蚁群的混乱程度,就可以理解为“熵”;或者说,可以用“熵”这个概念来衡量。

当加热容器时,蚂蚁的运动越来越混乱,我们可以认为蚁群的“熵”越来越大;当冷却容器时,蚂蚁的运动越来越缓慢,混乱度越来越小,可以认为蚁群的“熵”越来越小。当每只蚂蚁都被“冻”在原地时 ,可以认为蚁群的“熵”为零。

现在,将蚁群换成某种物质,气体、液体、固体都可以,将每只蚂蚁换成物质的分子、原子。蚁群的“熵”就变成了热力学上的“熵”。

物质吸热,本身的分子或原子就会像蚁群的小蚂蚁一样,运动越来越剧烈,混乱度越来越高,物质的“熵”就会增加;物质放热,本身的“小蚂蚁”(分子或原子)运动的就会越缓慢,混乱度降低,物质的“熵”就会减少。而能够将物质的“小蚂蚁”(分子或原子)冻住不动的温度,就是着名的“绝对零度”即-273。15℃,一个只存在于理论上的温度点,在这个温度以下,物质的“熵”为零。

这就是“熵”的通俗理解方式。随着人类的认知拓展,发现“熵”这个概念不仅仅可以用在热力学上,还可以涵盖其他的领域,特别是信息“熵”的提出,大大扩展了“熵”的应用范围。未来,“熵”能涵盖的领域还将会进一步扩展。

熵与熵变:

熵是用于描述体系混乱度的物理量,以符号S表示。熵值越大,体系的混乱度越大。

在一定条件下,不同物质的熵值不同;对同一物质来说,S(g)>S(l)>S(s),S(aq)>S(s)。

物质发生化学反应后熵值也发生变化,这个熵值的变化叫做反应的熵变,以符号△S表示。

△S=生成物总熵一反应物总熵。

若△S为正值,表示反应过程中熵值增大,称为熵增过程;若△S为负值,表示反应过程中熵值减小,称为熵减过程。在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵值增大,这个原理也叫做熵增原理。

熵变对反应方向的影响:

△S>0有利于化学反应的自发进行,有些△S>0 的化学反应在常温下不能自发进行,但在较高温度下可以自发进行,有些△S<0的化学反应也能自发进行。总之,熵变是与化学反应能否自发进行有关的一个重要因素,但不是唯一的因素。

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