什么是熵(Entropy)？
熵描述了系統從高組織狀態到分子水平的最低組織狀態的趨勢。在日常生活中，當你往咖啡里倒糖或在玻璃杯中融化冰塊時，你會直觀地理解熵是如何工作的。熵可以影響物質擴散的空間，從固體到液體再到氣體的相變，或其位置。在物...
熵描述了系統從高組織狀態到分子水平的最低組織狀態的趨勢。在日常生活中，當你往咖啡里倒糖或在玻璃杯中融化冰塊時，你會直觀地理解熵是如何工作的。熵可以影響物質擴散的空間，從固體到液體再到氣體的相變，或其位置。在物理學中，熵是對勢能從大到小的變化的數學度量，與熱力學第二定律有關。
熵可以是在日常生活中可以看到，比如看著一個冰塊融化熵來自一個希臘單詞的意思，"轉化"。這個定義讓我們深入了解為什么事物看起來是無緣無故地發生變化。系統只能在分子水平上保持組織，只要你把鍋放在火焰上，水才會沸騰。你添加熱量，一種動能，來加速水。如果熱源被移除，我們都可以猜測水會逐漸冷卻到室溫左右。這是由于熵的緣故，因為水分子傾向于耗盡其積累的勢能，釋放熱量，最終以更低的勢能結束溫度并不是熵的唯一變化，這種變化總是涉及到從不平衡到平衡的轉變，這與向降序的變化相一致例如，當我們把食用色素滴在一個干凈的玻璃杯里，即使我們不攪拌它，一滴的濃度也會逐漸擴散，直到水的每一部分都有相同的顏色密度另一種與可見運動（與不可見的熱運動相反）有關的熵涉及重力。除非我們通過舉起物體將能量輸入到一個系統中，比如手臂和球，它向地面墜落。一個升高的位置具有更高的勢能。當物體下落時，它轉化為運動的動能。物體總是以盡可能低的勢能結束，例如靠在地板上在更專業的術語中，熵是一個特定的值，它衡量一個系統在達到最低勢能時釋放了多少能量。熵評估了無序程度，也就是從一個較早的時間點到后來的一個時間點的熱量變化。這必須發生在一個"封閉"的系統中，在那里沒有能量泄漏。理論上，這是可以測量的，但實際上很難創建一個絕對封閉的場景。在上面給出的食用色素例子中，一些食用色素溶液可能正在蒸發，這是一個與溶質均勻分布無關的過程。
熵可以是在日常生活中可以看到，比如看著一個冰塊融化熵來自一個希臘單詞的意思，"轉化"。這個定義讓我們深入了解為什么事物看起來是無緣無故地發生變化。系統只能在分子水平上保持組織，只要你把鍋放在火焰上，水才會沸騰。你添加熱量，一種動能，來加速水。如果熱源被移除，我們都可以猜測水會逐漸冷卻到室溫左右。這是由于熵的緣故，因為水分子傾向于耗盡其積累的勢能，釋放熱量，最終以更低的勢能結束溫度并不是熵的唯一變化，這種變化總是涉及到從不平衡到平衡的轉變，這與向降序的變化相一致例如，當我們把食用色素滴在一個干凈的玻璃杯里，即使我們不攪拌它，一滴的濃度也會逐漸擴散，直到水的每一部分都有相同的顏色密度另一種與可見運動（與不可見的熱運動相反）有關的熵涉及重力。除非我們通過舉起物體將能量輸入到一個系統中，比如手臂和球，它向地面墜落。一個升高的位置具有更高的勢能。當物體下落時，它轉化為運動的動能。物體總是以盡可能低的勢能結束，例如靠在地板上在更專業的術語中，熵是一個特定的值，它衡量一個系統在達到最低勢能時釋放了多少能量。熵評估了無序程度，也就是從一個較早的時間點到后來的一個時間點的熱量變化。這必須發生在一個"封閉"的系統中，在那里沒有能量泄漏。理論上，這是可以測量的，但實際上很難創建一個絕對封閉的場景。在上面給出的食用色素例子中，一些食用色素溶液可能正在蒸發，這是一個與溶質均勻分布無關的過程。
- 發表于 2020-08-19 11:18
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