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熱學/流體 標題:熵 為什麼是亂度的度量
1:ox榮譽點數20點張貼:2004-11-22 00:35:11:

熵 為什麼是亂度的度量

據我對 熵 認知
1.熵基本定義 是 供給熱與溫度的比值

2.熵基本應是能的狀態
熵只是敘述系統狀態

3.低熵會自發性往高熵發展
否定 永動機構 可行性

4.熵的狀態值不涉及過程

至於
很多學者都把熵 解釋為亂度
為什麼

當我們 計算 熵 時
量測溫度 系統不能有熱點
系統溫度必需分佈均勻
這溫度才是系統溫度

熵的狀態值不涉及過程
雖然傳遞過程是隨機亂度
但是 無論如何
還是分佈均勻 狀態
才是熵值

不知道 我那裡觀念錯誤

 


2:黃福坤 (研究所)張貼:2004-11-22 08:17:26: [回應上一篇]
熱力學的過程 熱量的變化或者所需作的功 和過程相關
不像 力學中 很多情況可以定義位能 作功只和初末狀態有關 而和過程無關
因此 熱力學中人們開始尋找 只與初末狀態有關 而和過程無關的狀態函數
後來發現 熵 是一個狀態函數 而且可以描述熱力學系統是否可逆 ...性質

傳統熱力學從巨觀的性質去描述系統
至於熵 可代表系統亂度 必須從 統計的觀點 畢竟亂度是統計中的意義

如果你有興趣 請找 kittel 的 thermal physics 一書
3:狄卡爾榮譽點數25點 (大學理工科系)張貼:2004-11-22 17:58:29: [回應上一篇]

他可以看成混亂程度的指標

不知道你為何不覺得如此呢?

你可以用化學的觀點來看 譬如 : 氣體的熵>液體的熵>固體的熵

.........



[ 這篇文章被編輯過: 狄卡爾 在 2004-11-22 17:58:46 ]
4:狄卡爾榮譽點數25點 (大學理工科系)張貼:2004-11-22 18:01:10: [回應上一篇]
Quote:
在 2004-11-22 00:35:11, ox 寫了:

熵 為什麼是亂度的度量

據我對 熵 認知 1.熵基本定義 是 供給熱與溫度的比值


有點小錯誤 熵定義為 dS=dQrev/T


5:joooe榮譽點數2點 (大學理工科系)張貼:2004-11-22 19:51:42: [回應上一篇]
嗯...很深奧的問題...亂度似乎是試圖以微觀的角度看待某系統...
其實亂度似乎並不是最直接適當表達entropy的詞彙...

以微觀的角度看待某系統時...
由Bolzmann relations:
S(U,V)=k*ln W(U,V)
W(U,V)為系統的微觀可及態(Accessible States)總數...(註)
我們可看出:[font color=red]S即是微觀可及態總數目(取對數)[/font]的表現...
而為什麼Bolzmann relations是對的呢?我不知道...


註:在巨觀熱力學中系統只要U,V固定,系統就決定了(單一成分定分子數目的熱力學系統只需兩個自變數)...而實際上呢?每個粒子可能都有不同的位置和動量(6個變數),N個粒子就有6N個變數!這麼多變數中,有一大堆情況(狀態)都能使整個系統滿足內能為U,體積為V...有多少情況呢? W 種情況!微觀可及態(Accessible States)總數即在反映所有可能出現情況的總數目...

6:ox榮譽點數20點張貼:2004-11-22 20:45:56: [回應上一篇]

感謝各位釋疑

我參考許多物理書
都把
熵解釋是亂度的度量
想不通

波爾茲曼(聽到洋名趕快立正)
熵 是 隨混沌的對數 成長
顯然涉及過程
這樣熵值

熱值與溫度 的量度
是否有問題

如果熵與亂度有關
應不該稱做熵


7:狄卡爾榮譽點數25點 (大學理工科系)張貼:2004-11-23 09:39:42: [回應上一篇]

entropy源自希臘文的變化之意

所以就是因為有混亂 才有變化  兩者必等義

如果所有的粒子都完全不運動 有熵嗎?



[ 這篇文章被編輯過: 狄卡爾 在 2004-11-23 09:42:26 ]
8:FreeZ榮譽點數46點 (大學理工科系)張貼:2004-11-23 10:33:17: [回應上一篇]
Quote:
所以就是因為有混亂 才有變化


因為有變化, 所以必然混亂化.

屬於 "混亂" 排列組合的數目比較多, 屬於 "有序" 的排列組合的數目比較少. 所以當狀態改變時, 有比較大的機率形成 "混亂" .

熱力學本身, 並沒有極端又絕對去否定 "逆熵" 行為的可能出現 (本文指的都是 "總" 熵, 而非局部. ) , 只是當封閉空間內的粒子愈多時, "逆熵" 的機率就會愈低.

一克有幾個分子? 10 的十幾次方呀? 所以在實際的世界上, 封閉的空間內, "逆熵" 的機率, 基本上可以當成 "不可能" !

[ 這篇文章被編輯過: FreeZ 在 2004-11-23 10:39:53 ]
9:狄卡爾榮譽點數25點 (大學理工科系)張貼:2004-11-23 16:47:04: [回應上一篇]

Quote:
在 2004-11-23 10:33:17, FreeZ 寫了:

熱力學本身, 並沒有極端又絕對去否定 "逆熵" 行為的可能出現 (本文指的都是 "總" 熵, 而非局部. ) , 只是當封閉空間內的粒子愈多時, "逆熵" 的機率就會愈低.

在實際的世界上, 封閉的空間內, "逆熵" 的機率, 基本上可以當成 "不可能" !


我不曉得物理系電機系怎麼討論熱力學,

物化版的熱力學 所說的 是一開始舉 piston 的例子 (piston下方的密閉室充滿著理想氣體)

在這piston上面放入一粒質量無窮小的沙子 (質量無窮小 並不是指質量等於零)

當實驗者 把手放開之後 因為有重力 所以沙子以無窮小的推動力 推動著piston

理論上此piston可作S.H.M.

推動力很小 所以系統完成一個可逆程序的時間需要無窮久(∵piston以無窮小的速率前進                        假設piston與介面無摩擦力)

然而現實世界無法達到此理想境界 所以才說可逆程序並不存在 (也就是一般坊間科普書籍常討論的 時光機器若存在將違反熱力學定律)

熱力學一方面否定現實世界不可能有可逆程序 一方面卻又保留可逆的說法 是因為保留可逆的說法可以方便熱力問題的討論與研究

所以 熱力學否定了可逆程序? 沒有的.

但是熱力學預測了時光機的存在嗎? 答案是否定!



[ 這篇文章被編輯過: 狄卡爾 在 2004-11-23 16:57:12 ]
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