
【化】 entropy production
entropy
【計】 average information content; entropy
【化】 entropy
【醫】 entropy
increment
【計】 augmenter; increment; incremental quantity; incrementation
incremention
【化】 increment
【經】 increment; increments
在熱力學與統計物理領域,"熵增量"(Entropy Increment)指孤立系統自發過程中熵的不可逆增加量,其英文對應詞為"entropy change"或"entropy production"。該概念源自德國物理學家克勞修斯(Rudolf Clausius)1854年提出的熱力學第二定律表述,數學表達式為:
$$ Delta S geq int frac{δQ}{T} $$
其中$Delta S$表示系統熵增量,$δQ$為熱交換量,$T$為絕對溫度。當系統經曆可逆過程時取等號,不可逆過程則嚴格大于。根據清華大學工程物理系出版的《熱力學基礎》(2019年版),熵增量本質反映微觀粒子無序度的統計性增長,例如冰塊融化時水分子排列從有序變為無序,此時系統熵增量為正。
在中國科學院文獻情報中心的術語數據庫中,"熵增量"被明确定義為系統狀态函數的變化量,其計算需滿足以下條件:①僅適用于平衡态之間的轉變;②路徑依賴性僅存在于不可逆過程中。工業領域的實際應用可見于美國機械工程師協會(ASME)的熱機效率優化報告,其中通過控制燃燒室的熵增量實現能量損耗降低12-15%。
熵增量(Entropy Increase)是熱力學和統計物理學中的核心概念,指孤立系統中無序程度(熵)隨時間自發增加的現象。以下是詳細解釋:
熱力學視角
熵是衡量系統無序程度的物理量。根據熱力學第二定律,孤立系統(不與外界交換能量或物質)的熵永不減少,最終趨向最大值。例如,熱量自發從高溫物體傳遞到低溫物體,導緻系統整體可用能量減少,不可用能量比例上升。
統計學解釋
熵越高,系統微觀狀态的可能性越多,宏觀上表現為混亂。例如,墨水滴入清水後均勻擴散,房間物品從整齊變為混亂,均屬于熵增過程。
熵增定律僅適用于孤立系統。通過開放系統并與外界交換能量/物質,可實現局部熵減。例如:
熵增量揭示了自然界從有序到無序的演化方向,是理解能量轉化、宇宙演化的重要理論。如需擴展,可參考熱力學教材或權威科普資料(如、7、10)。
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