热学的熵是什么回是啊?

作者&投稿:巢鲁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
热力学熵的问题~

将此分为两个过程:1自由膨胀;2绝热压缩。

首先求熵:在过程1中熵变借用等温线上熵变的计算方法:
dQ=dW=pdV=(RT/V)dV,(虽然出现了dQ,但自由膨胀过程中其实是没有热量交换的,这里的dQ是与自由膨胀过程初末状态相同的等温膨胀的交换热量;注意T是常量,后面会做解释)
熵变即Sf-Si=对dQ/T积分=对=(R/V)dV积分,从V1到V2积分,就得熵变=Rln[V2/V1]。

过程2是绝热压缩过程,也就是说这个过程位于绝热线上,也就是等熵线,所以这个过程的熵变为0.将两个过程的熵变合起来得到总熵变为Rln[V2/V1]。

再求终温:
在过程1中,热量交换Q=0,气体做功W=0,内能变化为0,内能是温度的函数,也就是说温度变化亦为0,此过程结束后温度为T(虽然这不能视为等温过程,但初末状态的确在同一条等温线上,这也是为什么前边计算这一过程的熵变时可以借用等温线上的熵变,注意熵只是状态的函数,与达到这一状态所经历的具体路径无关);

在过程2中,热量交换Q=0,气体做功W是将pdV从V2到V1积分,这里需一点技巧就是要知道p与V的关系,绝热过程中有pV^r=Constant,r=Cp/Cv,对于理想气自然是单原子气体,所以r=(5/2)/(3/2)=5/3;初末状态都在同一条绝热线上,注意初始压强就是p0=RT/V2,随后的压强与体积的关系就可以借此写为p=(p0·V2^r)/(V^r)=[(RT/V2)·V2^r]/(V^r),将此带入前面的积分式计算出气体在此过程中对外做功W(注意,你算出来的W应当是负的)。
算完W,借助Cv(Tf-T)=-W,就可以算出终温Tf(Tf是比T高的温度)。Cv已经说过是3/2.
整个运算没有出现摩尔数n是因为它等于1,我就没有写。

另外一点建议,像这样的热学问题其实很简单,
首先你要明确热力学第一定律:Ef-Ei=Q-W,明白了它,热学剩下的问题就简单多了。
Ef和Ei是体系的终和初内能,Q是体系从外界吸取的热量,如果热量从体系流出,这个值就取负值;W是体系对外做功,如果外界对体系做功,W就要取负值。
也就是说体系的内能变化等于吸收的热量在减去对外做的功。

知道了这个关系,再研究其他过程就容易多了,像等温过程,就是内能变化为0,说明Q=W;
等容过程体积不变,那么做功就为0,说明内能变化等于Q;等压过程W=积分pdV,所以dE=dQ-pdV。
以上建议给你参考。

提出热力学熵(S)第一人是 19 世纪的 Rudolf Clausius。热力学的第二定律描述也跟这个"熵"状态函数有关。Boltzmann 将宏观的熵与微观的状态数目有了直接的关系,S = k ln w 。这暗示著熵是一系统中次序混乱的参数。而信息熵则是 Claude Shannon在 1948 年用於信息科学上的使用,定义为 S_I = - Sum(p_i*ln p_i) 当中的 p_i 为特定状态的概率。
二者的联系如下:
如果将"每个状态有相同的概率"(此为统计力学的基本假设)带入 信息熵,即 p_i = 1/w 。可以看出 S_I = - Sum( 1/w * ln 1/w ) = ln w 。可以说 信息熵 和 热力学熵 是等价的,乘上一常数就是一模一样的了。
二者的区别如下:
热力学熵 只能看 "热平衡状态" 时的状态, 信息熵 因为为概率,没有此限制。举个例子,两不同温度的物体接触後达到热平衡,此为不可逆的过程。热力学熵 只能算整个系统达到热平衡的熵变,信息熵 可以算整个过程的熵变化。
在微观量子过程中,描述一系统的好方法是"密度矩阵",而不是波函数。在这里跟 信息熵 所使用的"概率"语言,可以完全连接上。 S = -k Sum(pho*ln pho) 这里的 pho 则是密度矩阵。
因此,信息熵 比 热力学熵 适用性更高。




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。

◎ 在信息论中,熵表示的是不确定性的量度。

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。

指热力体系中,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.

简单地说,就是事物的无序度,我们这个世界的无序度永远是趋向增加的,因此就被称为“熵增”,举个例子:你想要破坏一个物品所要花费的能量永远比制造它所花费的能量要少,这就是因为“熵增”。

你们也太高深了吧 人家只是问问 你看看大学物理系 热学课本就行了


化学中什么是熵?
化学中熵指的是分子的混乱程度。晶体排列整齐,基本上不混乱,因此熵很小。液体的熵比较大,因为液体中的分子具有一定的自由移动的能力,比较混乱。气体的熵最大,混乱程度最高。

请问,什么叫熵呢?按照物理学定义?
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化学里熵是什么意思啊
熵的重要性超越了化学领域。在物理、生物学、环境科学和工程等领域,都需要考虑系统熵的影响。熵最常用于评估和描述系统的热力学性质,这些性质包括热能、热力学温度、热功等。此外,在材料科学、地球科学等领域,熵也被应用于分析和描述各种非平衡态系统。通过测量和研究系统熵,我们可以更好地了解和优化...

熵是什么?如何理解熵原理和熵增原理?
不可逆转。熵增原理,指孤立热力学系统的熵不减少,总是增大或者不变。用来给出一个孤立系统的演化方向。说明一个孤立系统不可能朝低熵的状态发展,不会变得有序。熵增原理是适合热力学孤立体系的,能量守恒定律是描述自然界普遍适用的定律。 熵增定律仅适合于孤立体系,这是问题的关键。

到底什么是熵?
摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ\/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ\/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增加的。◎ 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。◎...

熵是什么?
混乱度即熵,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。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...

焓、熵是什么意思?
定义2:工质的热力状态参数之一,表百示工质所含的全部热能,等于该工质的内能加上其体积与绝对压力的乘积。熵:表示物质系统状态的一个物理量度(记为S),它表示该状态可能出现的程度。在热力学中,是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加。

熵在物理学中的具体含义是什么?
想象一下,一个封闭系统中,每一次微小的热量传递,每一次物质的转化,都在增加着这个系统的熵值。这是大自然的熵增定律,它揭示了生命活动背后的秩序与混乱的微妙平衡。这个过程不可逆,就像是时间的车轮,一旦流逝,就无法回头。理解熵,就是理解能量的转化和世界的自然演化,它不仅限于物理学,也影响...

关于熵的定义和解释!
一、热力学定义 在热力学中,熵是系统的热力学参量,它代表了系统中不可用的能量,衡量系统产生自发过程的能力。熵增加,系统的总能量不变,但其中可用部分减少。孤立系统的熵不会减少,这也是热力学第二定律的表现之一。二、统计学定义 在统计学中,熵衡量系统的无序性,代表了系统在给定的宏观状态(...

熵是什么?对熵的理解?
后来在,克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon)第一次将熵的概念引入到信息论中来。在

晋安区15162713597: 热学的熵是什么回是啊? -
繁狠谓立:[答案] 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(... 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...

晋安区15162713597: 你好,请问热力学的内能,焓和熵是什么意思啊,帮解释,举例.谢谢 -
繁狠谓立: 内能:U 焓:h 焓是热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积,即H=U+pV 内能U能是物质内部分子动能和位能的总和. 温度高内能就高. 对于含,比如有些地方温度不高,但是感觉比其他地方热那是因为潮湿,焓值高.

晋安区15162713597: 热力学定律里面熵是什么 -
繁狠谓立: 熵指的是体系的混乱的程度.应用在热力学中,是表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示.在经典热力学中,可用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增过程中加入物质的热量.

晋安区15162713597: 工程热力学 什么是焓?什么是熵? -
繁狠谓立: 熵就是热量除温度所得的商,标志热量转化为功的程度.是指混乱程度. 焓是一个状态函数,等于热力学能U加上外界压强P乘以体积V

晋安区15162713597: 焓,熵各是什么意思 -
繁狠谓立: 焓定义1:热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,常用符号H表示.数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积,即H=U+pV.焓的变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度量. 定义2:工质的热力状态参数之一,表示工质所...

晋安区15162713597: 高中物理当中所说的熵具体什么意思? -
繁狠谓立: 表示物质系统状态的一个物理量(记为S),它表示该状态可能出现的程度.在热力学中,是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量.孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加.

晋安区15162713597: 熵和焓分别代表的什么,既然说熵是等于,热能除温度的值,那么与做工的效率是什么关系? -
繁狠谓立:[答案] 熵 表示物质系统状态的一个物理量(记为S),它表示该状态可能出现的程度.在热力学中,是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量.孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加. 焓 热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,常用...

晋安区15162713597: 熵的热力学定义 熵的统计物理定义 熵的宏观意义 熵的微观意义 各是什么? -
繁狠谓立:[答案] 楼上哥们对熵的热力学定义应该是打错了,这里补充一下,dS=dQ/T 在热力学中,不考虑系统的微观结构,因而也没有混乱... 热力学中的熵没有绝对意义,熵变才有绝对意义.(答:熵的宏观意义:熵是热力学系统的状态参量,不具有绝对意义,熵变...

晋安区15162713597: 什么是熵? -
繁狠谓立: 熵是指一个系统的混乱系数,值越高,系统分子越混乱

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