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熵密度英文解釋翻譯、熵密度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 entropy density

分詞翻譯:

熵的英語翻譯:

entropy
【計】 average information content; entropy
【化】 entropy
【醫】 entropy

密度的英語翻譯:

density; thickness
【化】 density
【醫】 density

專業解析

熵密度(Entropy Density)是熱力學與統計物理中的核心概念,表示單位體積内系統的熵值,用于量化系統無序性的空間分布特征。其定義為:

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

其中,$s$為熵密度,$S$為系統的總熵,$V$為體積。在信息論中,熵密度也被用于描述單位長度或單位符號的信息熵。

應用領域

  1. 熱力學系統:在非平衡态熱力學中,熵密度用于分析能量耗散與相變過程。例如,研究晶體材料的熱傳導時,熵密度梯度可表征熱量傳遞方向。
  2. 宇宙學:宇宙早期的高溫高密狀态下,熵密度被用于計算重子數密度與光子數密度的比例,推測宇宙演化規律。
  3. 信息編碼:在數據壓縮領域,熵密度決定編碼效率的理論極限,如香農定理中信道容量與噪聲熵密度的關聯。

權威參考來源

網絡擴展解釋

熵密度是熱力學和信息科學中的重要概念,指單位體積或單位空間内的熵值,用于量化系統局部或整體的無序程度。以下從定義、物理意義和應用領域三方面解釋:

一、定義與公式

熵密度(Entropy Density)的物理定義可表示為: $$ s = frac{S}{V} $$ 其中,$s$ 為熵密度,$S$ 為系統的總熵,$V$ 為體積。在信息論中,熵密度也可指單位信息(如比特)的平均熵,用于衡量信息的不确定性。

二、物理意義

  1. 熱力學視角
    熵密度反映了物質狀态的有序程度。例如:

    • 固态(如冰):分子排列緊密有序,熵密度較低();
    • 液态(如水):分子運動自由度增加,熵密度中等;
    • 氣态(如水蒸氣):分子高度無序,熵密度最高()。
  2. 信息論視角
    在模式識别或數據壓縮中,熵密度可描述單位數據量内信息混亂程度。例如,一段高度冗餘的文本信息熵密度較低,而隨機噪聲的熵密度較高()。

三、典型應用

  1. 相變研究:通過比較不同物态的熵密度,分析能量轉化效率(如冰融化為水的熵增);
  2. 材料科學:評估材料微觀結構的無序性,如合金中的原子分布();
  3. 信息處理:優化數據編碼方案,降低存儲或傳輸中的冗餘信息()。

補充說明

熵密度與溫度密切相關。根據熱力學公式 $dS = frac{dQ}{T}$,在高溫下相同熱量輸入導緻的熵增較小,因此高溫系統的熵密度變化更緩慢()。

如需更專業的數學推導或跨學科案例,建議參考熱力學教材或信息論研究論文(來源:、4、5、8)。

分類

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