第1个回答 2022-11-03
化学及热力学中所指的熵(Entropy)，是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数。熵亦被用于计算一个系统中的失序现象。 熵的热力学定义 熵的概念是由德国物理学家克劳伊士于1865年所提出。克氏定义一个热力学系统中熵的增减：在一个可逆性程序里，被用在恒温的热的总数(δQ)，并可以公式表示为： 图片参考：upload.wikimedia/math/2/b/4/2b4de476d6550b244b456dc32ee28ca7 克劳伊士对变数S予以entropy(熵)一名
该名源自希腊词语τρoπή，意即「转换」。 1923年，德国科学家普朗克来中国讲学用到entropy这个词，胡刚复教授翻译时灵机一动，把「商」字加火旁来意译 entropy，创造了「熵」字。 熵的增减与热力机 克劳修斯认为S是在学习可逆及不可逆热力学转换时的一个重要元素。在往后的章节，我们会探讨达至这个结论的步骤，以及它对热力学的重要性。 热力学转换是指一个系统中热力学属性的转换，例如温度及体积。当一个转换被界定为可逆时，即指在转换的每一步时，系统保持非常接近平衡的状态。否则，该转换即是不可逆的。例如，在一含活塞的管中的气体，其体积可以因为活塞移动而改变。可逆性体积转变是指在进行得极其慢的步骤中，气体的密度经常保持均一。不可逆性体积转变即指在快速的体积转换中，由于太快改变体积所造成的压力波，并造成不稳定状态。可逆性程序亦被称为半静止程序。 热力机是一种可以进行一连串转换而最终能回复开始状态的热力学系统。这一进程被称为一个循环。在某些转换当中，热力机可能会与一种被称之为高温热库的大型系统交换热能，并因为吸收或释放一定的热量而保持固定温度。一个循环所造的结果包括： 系统所做的功(可以是负数，就像对系统做的功是正数般) 高温热库之间的热能传递 基于能量守恒定律，高温热库所失的热能正等于热力机所做的功，加上热库所赚取的热能。(请参阅循环过程)。 当循环中的的每个转换皆是可逆时，该循环是可逆的。这表示它可以反向操作，即热的传递可以相反方向进行，以及所作的功可以正负号调转。最简单的可逆性循环是在两个高温热库之间传递热能的卡诺循环。 在热力学中，在下列公式中定义使用绝对温度，设想有两个热源，一个卡诺循环从第一个热源中抽取一定量的热Q'，相应的温度为T和T'，则： 图片参考：upload.wikimedia/math/6/9/b/69be2e349e399869b9b2ee0f607eb930 现在设想一个任意热机的循环，在系统中从N个热源中交换一系列的热Q1
Q2...QN
并有相应的温度T1
T2
...TN
设系统接受的热为正量，系统放出的热为负量，可以知道： 图片参考：upload.wikimedia/math/e/a/9/ea92b57bb6b13140ba8bdf3380babdbc 如果循环向反方向运行，公式依然成立。 求证，我们为有N个热源的卡诺循环中引入一个有任意温度T0的附加热源
如果从T0热源中
通过j次循环
向Tj热源输送热Qj，从前面定义绝对温度的式中可以得出，从T0热源通过j次循环输送的热为： 图片参考：upload.wikimedia/math/8/5/2/8523c87b597537885d959f07863abf79 现在我们考虑任意热机中N个卡诺循环中的一个循环，在循环过程结束时，在T1
...
TN个热源中，每个热源都没有纯热损失，因为热机抽取的每一份热都被循环过程弥补回来。所以结果是(i)热机作出一定量的功，(ii) 从T0 热源中抽取总量为下式的热： 图片参考：upload.wikimedia/math/e/a/7/ea7dbd85a8709a97a474a27862703b41 如果这个热量是正值，这个过程就成为第二类永动机，这是违反热力学第二定律的，所以正如下式所列： 图片参考：upload.wikimedia/math/6/4/1/6412c5e87755e16af341f46ce2eeceb8 只有当热机是可逆的时，式两边才能相等，上式自变数可以一直重复循环下去。 要注意的是，我们用Tj 代表系统接触的温度，而不是系统本身的温度。如果循环不是可逆的，热量总是从高温向低温处流动。所以： 图片参考：upload.wikimedia/math/2/0/d/20d51f34df3563e2364721a5f330754d 这里T代表当系统和热源有热接触时系统的温度。 然而，如果循环是可逆的，系统总是趋向平衡，所以系统的温度一定要和它接触的热源一致。在这种情况下，我们可以用T代替所有的Tj，在这种特定情况下，一个可逆循环可以持续输送热， 图片参考：upload.wikimedia/math/9/b/d/9bd4f349e4d8373d91db0685a1109aaf (可逆循环） 这时，对整个循环进行积分，T是系统所有步骤的温度。
参考: wikepedia
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搜索 熵的概念最先在1864年首先由克劳修斯提出，并应用在热力学中。后来在1948年由克劳德·艾尔伍德·香农第一次引入到资讯理论中来。 有关热力学第二定律所提及的熵，请参看熵 (热力学)。 有关信息学的熵，请参看熵 (资讯理论) 有关生态学的熵，请参看熵 (生态学) 图片参考：upload.wikimedia/ *** /mons/thumb/7/72/Disambig.svg/25px-Disambig.svg 这是一个消歧义页——使用相同或相近标题，而主题不同的条目列表。 如果您是通过某个内部连结而转到本页，希望您能将该内部连结指向正确的主条目中。 取自"zh. *** /w/index?title=%E7%86%B5&variant=zh-" 页面分类: 消歧义