什么叫熵,影响熵的因素有哪些?
通俗地来讲,熵表示一个系统内所有元素的状态总和。对于同一个系统来说,“有序”反映了各元素所处的状态相对简单,容易被掌握,熵较低。反之,“无序”则反映了各元素所处的状态复杂,不易掌握,熵较高。
2、影响熵的困素有:现实生活中,为了能喝到温水,我们会把开水兑到凉白开里,这样整杯水都是温的。但是,为什么不会发生“热者更热,凉者更凉”的现象呢?这不违反热力学第一定律——能量守恒,因为热量只是从凉的地方转移到热的地方,并无增减。如果能够自发地“热者更热,凉者更凉”,我们完全可以使海水变凉一小点儿,然后得到用之不竭的能量。
熵的概念?
熵(shāng),热力学中表征物质状态的参量之一,用符号S表示,其物理意义是X混乱程度的度量。
克劳修斯(T.Clausius) 于1854年提出熵(entropie)的概念,我国物理学家胡刚复教授于1923年根据热温商之意首次把entropie译为“熵”。A.Einstein曾把熵理论在科学中的地位概述为“熵理论对于整个科学来说是第一法则”。
化学熵表?
化学熵变
化学熵变是指X混乱度(或无序度)的量度变化。标准熵:1 mol物质在标准状态下所计算出的标准熵值,用ST q表示,单位: J·mol-1 ·K-1。
熵变
1. 熵:X混乱度(或无序度)的量度。S 表示熵
2. 热力学第三定律:对于纯物质的晶体,在热力学零度时,熵为零。
3. 标准熵:1 mol物质在标准状态下所计算出的 标准熵值,用ST q表示,单位: J·mol-1 ·K-1
4. 熵的规律:
(1) 同一物质,气态熵大于液态熵,液态熵大于固态熵; ST q(g) > ST q(l) > ST q(s)
S q H2O (g) > H2O (l) > H2O (s)
(2) 相同原子组成的分子中,分子中原子数目越多,熵值越大;
S q O2 (g) < S q O3 (g)
S q NO (g) < S q NO2 (g) < S q N2O4 (g)
S q CH2=CH2 (g) < S q CH3-CH3 (g)
(3) 相同元素的原子组成的分子中,分子量越大,熵值越大;
S q CH3Cl(g) < S q CH2Cl2 (g) < S q CHCl3(g)
(4) 同一类物质,摩尔质量越大,结构越复杂,熵值越大;
S qCuSO4(s) < S qCuSO4·H2O(s) < SqCuSO4·3H2O(s) < SqCuSO4·5H2O (s)
S qF2(g) < S qCl2(g) < S qBr2(g) < SqI2 (g)
(5) 固体或液体溶于水时,熵值增大,气体溶于水时,熵值减少;
5. 反应熵变的计算公式
一般地,对于反应:m A + n B =x C + y D
DrSmq = åSq,(生成物) – åSq,(反应物)
= [x Sq,C + y Sq,D] – [m Sq,A + n Sq,B]
熵的三种计算公式?
熵的三个公式∑(δQi/Ti)r=0(1-1),∮(δQr/T)=0(1-2),dS=δQr/T(1-3)。熵函数是一个热学量,是热力学中一个有特殊重要意义的状态函数,反映了它所处状态的均匀程度。
20世纪中期以后,熵的概念不仅在热力学中占据越来越重要的地位,而且延伸到其他的学科,在诸如环境生命科学、信息技术以及人文科学中都发挥着越来越重要的作用。当X达平衡态时,系统内温度均匀,这时虽然X内能的总值维持不变,但再也不可能产生功了。
这就表明在一切实际变化过程中能量的总值虽然可以保持不变,但其可利用的程度随着熵的增加而降低,能量越来越多地不能被用来做功,能量的品质退化了,价值贬低了。
熵在宇宙中代表什么?
宇宙中的熵是在热力学中表示物体状态的一个单位,在中学课本中就有教过,一般用S来表示,它的意义在于表示物体混乱的程度。
熵定律是爱因斯坦提出的一个定律,也是科学定律的顶点,它的提出对科学界有着非常大的推动。宇宙中的熵还是很好理解的,比如说,一个气态的物质变成了固态,那么它的熵就减少了,因为气态物质相对于固态物质更加混乱,所以熵量减少,被叫做熵减,反之则为熵增。同时熵也是世界上的三种要素之一,十分重要。
熵的极限?
无限大,没有极限。
熵处于无限大的状态。
熵并不是一个具体的东西,而是一种混乱指数,是一种自然界的发展方向,热力学第二定律告诉我们,熵永远随着时间而增加,因为时间不可逆,所以熵也不可逆,熵是永远增加的,或者说时间流动的方向本质,就是熵增加的方向,这就是熵增理论,也就是说,在一个封闭系统中,如果没有外力干预,其熵值(即总混乱度),会不断增大,这里的前提1就是封闭系统,前提2就是无外力干预,比如我们的房间如果不收拾,随着时间的流逝,房间就会越来越乱,那么房间的混乱程度,也就是熵会不断增加,我们的手机,如果不进行清理,X会越来越多,系统就会越来越卡。
宇宙的熵有多少?
整个宇宙的总熵将是10^43×10^80 = 10^123.
宇宙开始时熵值是10^8×10^80 = 10^88。这就是大爆炸之初熵值。这个熵值并不小,据估算可以远远超过宇宙间已发生的任何事件所产生的熵值,这也可近似地看作是现今宇宙的总熵,而事实上大爆炸时的宇宙的熵值应当比这个值小得多,但是即便就用这数值对于有些问题的讨论,并不会影响讨论结果的可靠性。
知道了宇宙开始时的熵值,我们再来说说宇宙终了时的熵值。
俄罗斯的物理学家弗里德曼根据爱因斯坦提出的广义相对论方程,找到了这个方程的多个解,其中一个解是这样的:如果宇宙的质量密度较大,引力使宇宙X到一个极值时就会收缩,成为一个封闭的、有限X的三维曲面——这个曲面是什么样子很难想象,通常是用其二维模拟的图象——像一个球面(注意不是球体)来进行讨论。由于持续不断的熵增,最后的宇宙就会进入宇宙热力学系统的平衡态——大坍缩的状态,整个宇宙的“球面”成为黑洞。
如果宇宙最终坍缩为黑洞,这是宇宙演化的终点,熵值达到最大,这个最大熵值是多少呢?
几位物理学家算出了结果:每一个重子将有10^43自然单位的熵值,而整个宇宙的总熵将是10^43×10^80 = 10^123.,这就是宇宙终了时的熵值。