负熵,什么是熵?
熵的定义如下。假设在不改变宏观物质的表现的情况下,微观分子的可能排列的总数为W则熵S=lgW譬如,一个很乱的书架,共有3层,上面随机放着十本书。那么,W=10^3,S=lgW=3实际上熵是一个表明系统混沌程度的状态量.系统经绝热过程由一状态达到另一状态熵值不减少——熵增原理(theprincipleoftheincreaseofentropy)对绝热过程,ΔQ=0,有ΔS(绝热)>=0(大于时候不可逆,等于时候可逆)或dS(绝热)>=0(>0不可逆;=0可逆)熵增原理表明,在绝热条件下,只可能发生dS>=0的过程,其中dS=0表示可逆过程;dS>0表示不可逆过程,dS<0过程是不可能发生的。但可逆过程毕竟是一个理想过程。因此,在绝热条件下,一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大,直到达到平衡态。(参照:多媒体CAI物理化学第四版:大连理工大学出版社)
熵增原理是一条与能量守恒有同等地位的物理学原理。熵增原理是适合热力学孤立体系的,能量守恒定律是描述自然界普遍适用的定律。熵增定律仅适合于孤立体系,这是问题的关键。实际上,绝对的联系和相对的孤立的综合,才是事物运动的本质。虽然从处理 上讲,假定自然界存在孤立过程是可以的。但是从本质上讲,把某一事物从自然界中孤立出来是带有主观色彩的。当系统不再人为地被孤立的时候,它就不再是只有熵增,而是既有熵增,又有熵减了。于是可以看到能量守恒定律仍然有效。熵总是联系着大量子系统,而人类社会正是这样一个复杂的体系。在人类社会中不仅有熵增,而且有熵减,这就使关于人类的科学与整个自然科学产生分歧,出现自然科学与人文科学的矛盾。我们知道,在科学中有三个基本定律,即质量守恒定律,能量守恒定律和熵增定律。质量、能量守恒定律在微观领域又被推广为质、能相关定律。质量守恒定律,能量守恒定律和质能相关定律在数学上表示为等式。而熵增定律则是不等式,即在孤立系中,熵增总是大于或等于零(△S≥0)。在这种等式与不等式的差别中,隐含着深刻的意义。从系统三象性的基点来看,问题是这样的:任何系统状态(点)上物质性、能量性、信息性不可分离地共存着,但物质(质量)和能量是守恒的,而信息却(信息是负熵)不守恒。由于在孤立系中熵总是增加的,而熵是混乱度。那么,系统在孤立情况下总是自动地趋向于混乱与无序,这就与生物的有序化发展产生矛盾,出现克劳胥斯与达尔文的分裂。由于熵总是增加的,因而过程就出现单一的时间之矢,从而是不可逆的,这就与牛顿力学的可逆时间产生矛盾,出现牛顿、爱因斯坦与普里戈金、哈肯的分裂。熵总是联系着大量子系统,而人类社会正是这样一个复杂的体系。在人类社会中不仅有熵增,而且有熵减,这就使关于人类的科学与整个自然科学产生分歧,出现自然科学与人文科学的矛盾。质量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普适定律,而熵增定律则适合于热力学孤立体系。
任一质点或任一质点系都适合于质量守恒定律和能量守恒定律,但一个质点就谈不上熵增,非孤立体系的熵也不一定增加。
负熵何意及读音?
负熵即熵减少,是熵函数的负向变化量。
负熵是物质系统有序化、组织化、复杂化状态的一种量度。齐拉德首次提出了"负熵"这个经典热力学中从未出现过的概念和术语。熵是用以表示某些物质系统状态的一种量度或说明其可能出现的程度。(或者说是描述一个孤立系统中物质的无序程度)中文名负熵外文名∑(δQi/Ti)r=0 (1)性质熵函数的负向变化量出处热力学之一定律Shang一声生命是个负殇的过程是谁说的?
薛定谔写了一本书叫《生命是什么》。他从物理学的角度去写,这段写得稍微难一点,大意是说:生命是一个负熵过程,万物会归于虚无。这个殇,意思在于你要一直做功,否则这个系统就乱了。他强调通过大分子的有序性来克服小分子和原子的无序性。
焓为负熵为正说明什么?
焓为负熵为正说明了。只是一句情话罢了。至于那几个物化的概念。焓变就是物体焓的变化量.焓是物体的一个热力学能状态函数.一个系统中的热力作用,等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压力的乘积的总和。
熵变化量=热量变化量/温度.则当熵变大,物质内能变大,则焓变大;反之,物质内能变小,则焓变小。根据吉布斯自由能计算公式△G=△H-T△S,△H是焓变,△S是熵变,T是热力学温度,如果△G<0,那么反应是自发反应。简单来说就是当熵变为负,焓变为正时,反应一定不自发,但是爱依然自发,就是形容很爱吧,类似于《上邪》里描绘的景象。
但是为什么又存在生命之类负熵的系统呢?
认知框架君来回答这个问题。
我们来定义一下什么是熵,信息熵表示无序的信息,热力学的熵表示无序的能量。
熵在社会学上的应用可以理解为【混乱程度】或【无序程度】,在物理学上也可以定义无用能量的总和,比如一块煤燃烧后,其实能量从一种可以用的形式转换成一种无用的形式。能量虽然是守恒的,但煤燃烧后是以一种不可以用的能量形式存在。熵增原理,在孤立系统中,一切不可逆过程必然朝着熵【无序】的不断增加方向进行。
负熵是物质系统有序化、组织化、复杂化、结构化状态的一种量度。
薛定谔提出负熵的概念。一个生命有机体在不断产生【熵】,或者可以说在增加【正熵】,生命体自身产生的熵更大时,也揭示了【生命体内在的无序】达到更大程度【死亡】。要摆脱死亡,要活着,唯一的办法就是从【环境中】不断吸取【负熵】,保持自身的【有序】。一个生命体就是靠【负熵】为生,或者说,新陈代谢的本质就在于从外界吸收能量【构建自身的有序】并通过熵增的方式【移除掉无序的能量】。
植物吸收太阳的能量,以一种负熵【有序】的方式存在。
生命体以【负熵】的形式存在。
如果认真观察世界,我们发现人们设计出各种【有序】的事物,这些有序的事物,从熵的视角来说就是【负熵】,人们把熵【混乱度、无序】很高的事物设计成负熵【有序】的事物。
一个【人】可以视作一个超系统,也是一个开放的系统,由物质【神经系统】+意识系统【意识、潜意识】。能量从植物、动物输入到人,来维持人的负熵【有序性】。
人这个【超系统】要维持运作,这就不可避免要【熵增】。
想象一下,如果切断能量输入【动植物的能量输入】,人这个【有序的】超系统就会解体,趋于混乱。
有生命的动植物,也是负熵的,植物的能量来自太阳,以太阳的熵增,维系着植物的【负熵】,它处太阳的无序【混乱程度】来维持着此处的有序【植物生命的有序程度】。
植物从【太阳光】吸收能量,太阳向植物提供负熵【有序】。但太阳内部趋向于【无序】,可以这样理解,太阳向外提供的能量从一种有用形式转换到另外一种无用的形式,这就是太阳的熵增。
【它处】太阳的无序【熵增】换来了【此处】自然界万物的负熵【有序】。
生命负熵【有序】的存在,不违背【热力学之一定律】能量是守恒的,也不违背热力学【第二定律】,要从整体看熵增。
此处的负熵【有序】,是以它的熵增【混乱】为代价。
生命负熵的存在,从整体上【能量守恒】,同时并不违背【整体熵增】。
猜测一下,生命负熵的存在,降低了整体【熵增】的速度。