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熵密度英文解释翻译、熵密度的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 entropy density

分词翻译:

熵的英语翻译:

entropy
【计】 average information content; entropy
【化】 entropy
【医】 entropy

密度的英语翻译:

density; thickness
【化】 density
【医】 density

专业解析

熵密度(Entropy Density)是热力学与统计物理中的核心概念,表示单位体积内系统的熵值,用于量化系统无序性的空间分布特征。其定义为:

$$ s = frac{S}{V} $$

其中,$s$为熵密度,$S$为系统的总熵,$V$为体积。在信息论中,熵密度也被用于描述单位长度或单位符号的信息熵。

应用领域

  1. 热力学系统:在非平衡态热力学中,熵密度用于分析能量耗散与相变过程。例如,研究晶体材料的热传导时,熵密度梯度可表征热量传递方向。
  2. 宇宙学:宇宙早期的高温高密状态下,熵密度被用于计算重子数密度与光子数密度的比例,推测宇宙演化规律。
  3. 信息编码:在数据压缩领域,熵密度决定编码效率的理论极限,如香农定理中信道容量与噪声熵密度的关联。

权威参考来源

网络扩展解释

熵密度是热力学和信息科学中的重要概念,指单位体积或单位空间内的熵值,用于量化系统局部或整体的无序程度。以下从定义、物理意义和应用领域三方面解释:

一、定义与公式

熵密度(Entropy Density)的物理定义可表示为: $$ s = frac{S}{V} $$ 其中,$s$ 为熵密度,$S$ 为系统的总熵,$V$ 为体积。在信息论中,熵密度也可指单位信息(如比特)的平均熵,用于衡量信息的不确定性。

二、物理意义

  1. 热力学视角
    熵密度反映了物质状态的有序程度。例如:

    • 固态(如冰):分子排列紧密有序,熵密度较低();
    • 液态(如水):分子运动自由度增加,熵密度中等;
    • 气态(如水蒸气):分子高度无序,熵密度最高()。
  2. 信息论视角
    在模式识别或数据压缩中,熵密度可描述单位数据量内信息混乱程度。例如,一段高度冗余的文本信息熵密度较低,而随机噪声的熵密度较高()。

三、典型应用

  1. 相变研究:通过比较不同物态的熵密度,分析能量转化效率(如冰融化为水的熵增);
  2. 材料科学:评估材料微观结构的无序性,如合金中的原子分布();
  3. 信息处理:优化数据编码方案,降低存储或传输中的冗余信息()。

补充说明

熵密度与温度密切相关。根据热力学公式 $dS = frac{dQ}{T}$,在高温下相同热量输入导致的熵增较小,因此高温系统的熵密度变化更缓慢()。

如需更专业的数学推导或跨学科案例,建议参考热力学教材或信息论研究论文(来源:、4、5、8)。

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