什么是標準熵(Standard Entropy)？

一般來說，標準熵是對封閉系統中不能工作的熱能的量度，通常被認為是一個系統所包含的無序量。標準熵的定義因其所應用的科學領域而略有不同。在化學中，標準摩爾熵定義為1摩爾或克分子的熵，在14.7磅/平方英寸（101.3千帕）的標...

一般來說，標準熵是對封閉系統中不能工作的熱能的量度，通常被認為是一個系統所包含的無序量。標準熵的定義因其所應用的科學領域而略有不同。在化學中，標準摩爾熵定義為1摩爾或克分子的熵，在14.7磅/平方英寸（101.3千帕）的標準大氣壓和給定的溫度下，假設自然界中有燒杯的科學家正在經歷標準熵的變化。這意味著隨著時間的推移，標準熵的水平會不斷增加，最終的結果是宇宙總有一天會遇到最大熵。這種狀態被稱為熱死，它是一種所有能量在同一溫度下均勻分布在整個空間中的狀態，使它不再能夠做任何功。用來表示標準熵的符號是S°，用功或單位表示能量被稱為焦耳，每摩爾溫度開爾文，因此表示標準摩爾熵的單位為Sm°/J摩爾-1k-1。這在標準熵表中被分解為一個單位較少的數字。最耐用的物質具有最低的固有熵，其中金剛石在標準溫度為77°F（25°C或298Kelvin）的最小熵為2.377，液態水為69.9，氦為126。熱力學定律規定能量既不會產生也不會被破壞。因此，計算標準熵是確定物質與系統之間能量運動的一種方法，整個宇宙的凈能量，被認為是一個封閉的系統，總是保持不變的在化學和物理中，通常使用統計力學來計算這種能量轉移，因為它可以模擬分子在各種能量狀態下的運動。盡管據說整個空間的熵總體上在增加，人類活動中的幻覺是它正在被減少。當物質被制造成對工作有用的東西時，所用原料的化學狀態的標準熵或無序度就會降低。然而，在生產產品的過程中使用了更多不可回收的能量，地球并不是一個封閉的系統，當文明給混亂帶來秩序的時候，地球上的標準熵正在減少，這種錯覺一直延續下去。當高度結構化的化學物質，如精煉的化石燃料被燃燒時，更多的凈熱能以同樣的方式流失到太空中，就像太陽輻射其大部分熱量一樣這就是為什么像鉆石這樣的材料的標準熵態在2.377比石墨低5.74，盡管它們都是由相同的元素碳組成的。生產鉆石所用的自然能量和壓力比石墨大得多，這使鉆石具有更高的固有秩序因此，一個系統或物質的階數越高，它對宇宙產生的標準熵就越大

發表于 2020-09-18 01:08
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分類：科學教育

什么是標準熵(Standard Entropy)？

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