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熵增英文解釋翻譯、熵增的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 entropy production

分詞翻譯:

增的英語翻譯:

add; gain; increase
【機】 super-

專業解析

熵增(Entropy Increase)的科學解釋與跨學科應用

熵增是熱力學第二定律的核心概念,指孤立系統中熵(無序度的度量)隨時間不可逆增加的現象。德國物理學家克勞修斯(Rudolf Clausius)于1865年首次提出熵的數學定義(來源:《物理化學導論》),其公式為:

$$

Delta S geq 0

$$

孤立系統的熵變$Delta S$總趨于正,直至達到熱力學平衡态。

理論深化與統計力學視角

奧地利物理學家玻爾茲曼(Ludwig Boltzmann)進一步從微觀粒子運動角度解釋熵增,提出熵與系統微觀狀态數的對數成正比:

$$

S = k_B ln Omega

$$

其中$k_B$為玻爾茲曼常數,$Omega$為可能的微觀狀态數(來源:《統計力學基礎》)。

應用領域的擴展

  1. 能源與工程:熱機效率受限于熵增,如卡諾定理表明,熱能無法完全轉化為功(來源:NASA熱力學手冊)。
  2. 信息論:香農熵(Shannon entropy)借用了熱力學熵的概念,量化信息的不确定性(來源:《信息論與編碼》)。
  3. 宇宙學:宇宙熱寂假說認為,熵增最終導緻宇宙能量均勻分布,失去做功能力(來源:《天體物理學評論》)。

現實意義與人類活動

熵增原理警示能源利用的不可逆性,例如燃燒化石燃料會加劇系統無序度,需通過技術創新(如可再生能源)延緩熵增對局部環境的影響(來源:國際能源署報告)。

網絡擴展解釋

熵增是熱力學和統計物理學中的核心概念,指孤立系統的無序性和混亂度自發增加的現象,其本質反映了自然界演化方向的不可逆性。以下從科學定義、通俗解釋和現實意義三個層面展開說明:

一、科學定義

  1. 熱力學角度
    根據熱力學第二定律(熵增定律),在孤立系統中,熱量總是自發從高溫物體傳遞到低溫物體,系統總能量不變,但可用能量逐漸減少。這一過程使熵(衡量系統混亂程度的物理量)不斷增加,最終系統達到熱力學平衡的“最大熵”狀态,失去做功能力。

  2. 統計學角度
    熵代表系統微觀狀态的可能性數量。例如3個球分布在3個盒子的方式越多,系統越無序,熵值越高。熵增意味着系統自發向更大概率(即更無序)的方向演化。

二、通俗理解

三、現實意義

  1. 物理學局限
    熵增定律表明永動機不可能實現,所有能量轉換都存在效率損失。

  2. 跨學科應用

    • 生命科學:生物通過新陳代謝攝入負熵(如食物)對抗熵增;
    • 管理學:華為提出“組織熵減”理論,通過開放系統、引入競争機制避免組織僵化;
    • 哲學思考:熵增揭示了宇宙演化的終極方向,引發對生命意義和時間不可逆性的探讨。

公式表達

熱力學熵變計算:
$$ Delta S = int frac{dQ{text{rev}}}{T} $$
其中$dQ
{text{rev}}$為可逆過程吸收的熱量,$T$為溫度。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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