五千年(敝帚自珍)

主题:【求教】谁来给我解释一下负熵的问题 -- 水风

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      • 家园 这一例子有问题

        既然是介质传热处于稳态,所以从t1到t2,介质的状态没有改变,由于熵是状态函数,只和始末状态有关,所以介质的熵也没有变,熵变为零。但是在t1到t2这段时间中,介质高温吸热,低温放热,介质的热温商小于零,看似和熵变为零矛盾,问题的关键就在于,介质高温吸热低温放热这是个自发过程,是不可逆的,根据克劳修斯不等式,不可逆过程的热温商并不等于熵变(只有可逆过程才等于),而是小于熵变,所以介质的热温商就是应该小于零滴。其实,如果把介质特殊化,比如说介质就是台卡诺机,分析起来就容易多了。

    • 家园 你说的是熵绝对值,但通常我们考虑的是相对的值

      考虑的是熵的变化,比如说我现在刚刚打开空调,我家里和原来比温度低了,熵少了,熵变为负,你可以理解成我家的空调把屋里的熵给挪到屋外去了,也可以理解成有负熵流入。事实上在第三定律出现前,人们并不知道熵有个绝对零点,但这并不妨碍引入熵这个概念。熵这个字被念做商实际上就是指热温商,热力学第二定律最初是从对卡诺循环的研究得出来的,封闭体系经过卡诺可逆循环热温商之和为零,可逆情况下的对热温商进行积分就是系统的熵变,如果是恒温可逆过程,比如零度的冰变成水,系统熵变就是热温商。

    • 家园 试着解释一下负熵

      负熵是薛定谔(Erwin Schrodinger)在1943年写的著名的<生命是什么>中提出的.

      薛定谔指出,活着的生物需要'输出'熵,以保持自身的熵在一个较低的水平上.换句话说,对这个生物体,他输出的熵大于输入的熵.也就是所说的'负熵'.

      大家知道,低熵代表有序.熵增代表无序.但是,根据热力学第二定律,自然界的熵的总和是不能减小的.因此,任何系统的'负熵'是以自然界熵的总和增加为代价的.

      '负熵'是一个容易误导的概念,或者说是一个不好的概念,建议不要用它.

    • 家园 我也一直对这个概念感兴趣

      不妨找几个对此有兴趣的人一起查资料把这个搞明白些。

      我以前了解的都是从科普读物薛定谔的《生命是什么》,普利高津的《确定性的终结》。需要整理一下思路。

      初看下,你提供的那段文字中的描述

      所谓“流”,一定是某个截面两边的物理量发生了变化,并且增加方的增加量与减少方的减少量相等,像水流、电流等等,都是这样的。这就意味着,凡是说X流的东西,一定是一个守恒量,或者要具有准守恒的性质,但熵显然不是一个守恒量,比如有一定的热流穿过某一等温面,这个过程引起的两边的熵变正负相反,但绝对值并不总是相等。

      我有异议,记得大学时候学《场论》提过“流(场)”的概念,并不是什么守恒量。等我仔细想想再写个答复。

      • 家园 支持一下。同有疑问。

        再花一朵。

        • 家园 与负熵无关,简单谈谈流的概念

          由于手头没有书,下面的文字基本上是凭记忆,如果错误还请大家指出。

          记得流这个概念,大学本科学习中接触的比较多。在《场论》中,对其数学描述给出详细介绍,而在大学《普通物理》课本中应该多次提到,比如说流体力学中的流场,电磁学中的电磁流,热力学中的热流等等。而你仔细想想会发现,上面这些物理概念与另一个物理概念--是形影不离的。我们可以简单理解为,流是存在于场中的,而且仅仅存在于场中。而场简单说起来就是一块区域。

          我们就以水流为例。俗话说:没有无源之水,没有无根之木。流场产生必须有水源,正如电场产生有电源。源头的物质随时间变化(增加),这些“物质”会向外流出于是形成场,假象我们可以用某个截面在场中对这种“场物质流”进行测量,我们一般总可以发现截面物质流过的“速度”与源头物质丧失具有某种等价关系,这就是对流的概念简单定量描述。

          文中提到

          所谓“流”,一定是某个截面两边的物理量发生了变化,并且增加方的增加量与减少方的减少量相等

          并不是流的本质特征。这仅仅是对于某种特殊流场性质的一种描述。简单说来就是,如果恰好你用的截面任何点都没有源(新源头),也没有旋(比如流场中的“漩涡”),也没有障碍,那么你就会发现截面两边增加方的增加量与减少方的减少量相等,这是连续流场的一种性质----连续性(continuity)。但并不是所有流场,并不是流场的任何地方都满足连续性。也因此连续性并不是流场的本质特征,任何截面的两端的流量也并不一定守恒。因此我认为文中在使用“非守恒”来反对负熵流概念是不恰当的。

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