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熵增英文解释翻译、熵增的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 entropy production

分词翻译:

增的英语翻译:

add; gain; increase
【机】 super-

专业解析

熵增(Entropy Increase)的科学解释与跨学科应用

熵增是热力学第二定律的核心概念,指孤立系统中熵(无序度的度量)随时间不可逆增加的现象。德国物理学家克劳修斯(Rudolf Clausius)于1865年首次提出熵的数学定义(来源:《物理化学导论》),其公式为:

$$

Delta S geq 0

$$

孤立系统的熵变$Delta S$总趋于正,直至达到热力学平衡态。

理论深化与统计力学视角

奥地利物理学家玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann)进一步从微观粒子运动角度解释熵增,提出熵与系统微观状态数的对数成正比:

$$

S = k_B ln Omega

$$

其中$k_B$为玻尔兹曼常数,$Omega$为可能的微观状态数(来源:《统计力学基础》)。

应用领域的扩展

  1. 能源与工程:热机效率受限于熵增,如卡诺定理表明,热能无法完全转化为功(来源:NASA热力学手册)。
  2. 信息论:香农熵(Shannon entropy)借用了热力学熵的概念,量化信息的不确定性(来源:《信息论与编码》)。
  3. 宇宙学:宇宙热寂假说认为,熵增最终导致宇宙能量均匀分布,失去做功能力(来源:《天体物理学评论》)。

现实意义与人类活动

熵增原理警示能源利用的不可逆性,例如燃烧化石燃料会加剧系统无序度,需通过技术创新(如可再生能源)延缓熵增对局部环境的影响(来源:国际能源署报告)。

网络扩展解释

熵增是热力学和统计物理学中的核心概念,指孤立系统的无序性和混乱度自发增加的现象,其本质反映了自然界演化方向的不可逆性。以下从科学定义、通俗解释和现实意义三个层面展开说明:

一、科学定义

  1. 热力学角度
    根据热力学第二定律(熵增定律),在孤立系统中,热量总是自发从高温物体传递到低温物体,系统总能量不变,但可用能量逐渐减少。这一过程使熵(衡量系统混乱程度的物理量)不断增加,最终系统达到热力学平衡的“最大熵”状态,失去做功能力。

  2. 统计学角度
    熵代表系统微观状态的可能性数量。例如3个球分布在3个盒子的方式越多,系统越无序,熵值越高。熵增意味着系统自发向更大概率(即更无序)的方向演化。

二、通俗理解

三、现实意义

  1. 物理学局限
    熵增定律表明永动机不可能实现,所有能量转换都存在效率损失。

  2. 跨学科应用

    • 生命科学:生物通过新陈代谢摄入负熵(如食物)对抗熵增;
    • 管理学:华为提出“组织熵减”理论,通过开放系统、引入竞争机制避免组织僵化;
    • 哲学思考:熵增揭示了宇宙演化的终极方向,引发对生命意义和时间不可逆性的探讨。

公式表达

热力学熵变计算:
$$ Delta S = int frac{dQ{text{rev}}}{T} $$
其中$dQ
{text{rev}}$为可逆过程吸收的热量,$T$为温度。

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