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分类:传统文化
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熵的科学解析与实际应用

熵的基本概念

熵(S)是热力学系统的重要物理量,表示系统混乱度的量化指标。其定义为:

ΔS = Q_rev / T

式中ΔS为熵变,Q_rev为可逆过程热量,T为绝对温度。

熵的物理意义

熵增原理

热力学第二定律指出孤立系统的熵永不减少(ΔS ≥ 0),表现为能量从有序向无序转化。

信息熵扩展

香农将熵概念引入信息论,定义信息熵公式:

H = -Σ p_i log2(p_i)

式中H表示信息不确定性,p_i为事件概率。

熵的应用领域

  • 热机效率优化
  • 材料相变研究
  • 信息编码理论
  • 生物代谢分析
系统类型 典型熵值(J/(kg·K)) 影响因素
理想气体 126.8 温度压力
液体水 69.9 相变过程
晶体固体 23.0 晶格缺陷

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