
【化】 local entropy production
part
【計】 L; LOC
【醫】 mero-; topo-
【化】 entropy production
熱力學視角(參考:熱力學第二定律)
在孤立系統的局部區域内,熵可能暫時減少(如結晶過程),但須以其他部分的熵增為代價,整體仍滿足熵增原理。局部熵增量量化該區域的瞬時無序度變化,公式為:
$$
Delta S{text{local}} = int frac{delta Q{text{rev}}}{T}
$$
其中 (delta Q_{text{rev}}) 為可逆過程的熱量微元,(T) 為溫度。
信息論視角(參考:香農信息熵)
局部熵增量反映信息源中特定符號序列的不确定性變化。若事件 (X) 在局部狀态空間概率分布為 (p(x)),其熵增量定義為:
$$
H(X) = -sum p(x) log_2 p(x)
$$
局部突變(如數據壓縮)可能導緻熵的瞬時降低,但需外部能量輸入。
《統計熱力學》(傅獻彩著),第5章“熵與不可逆過程”。
Shannon, C. E. (1948). A Mathematical Theory of Communication. Bell System Technical Journal. DOI:10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x
Landauer, R. (1961). Irreversibility and Heat Generation in the Computing Process. IBM Journal. DOI:10.1147/rd.53.0183
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“局部熵增量”是熱力學中的概念,需要結合熵的基本定義和系統範圍來理解:
熵的基本定義
熵是衡量系統無序程度的物理量。根據熱力學第二定律,孤立系統的總熵會趨于增加(即熵增原理)。例如,冰塊融化(固态→液态)或水蒸發(液态→氣态)均屬于熵增過程。
“局部熵增量”的含義
指在某個子系統或局部範圍内觀察到的熵增加現象。例如:
局部與整體的關系
熱力學允許局部出現熵減(如冰箱制冷、晶體形成),但必須以更大範圍的熵增為代價,整體仍符合熵增原理。因此,“局部熵增量”常與能量耗散、系統開放性的讨論相關。
局部熵增量是有限範圍内的無序度增加,需結合整體系統分析其是否符合物理規律。這種概念在宇宙演化、生命活動等複雜系統中均有體現。
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