熵增原理是什么
熵增原理就是孤立热力学系统的熵不减少,总是增大或者不变。用来给出一个孤立系统的演化方向。说明一个孤立系统不可能朝低熵的态发展即不会变得有序。
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(the principle of the increase of entropy)
对绝热过程,Q = 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。
玻尔兹曼曾经通过仔细研究两个球形分子碰撞前与碰撞后的景象,宣称能证明碰撞前的熵小于撞后的熵,因此熵在增加。但是他的证明是错的,原因是如果是这样,同样的论证过程可以运用在时间的反方向上,那么也应该是熵增,时间反方向上熵增,也就说明正方向上是熵减。
那什么是对的呢?基本而言,无论从正向时间或反向时间看,熵都有往最大值跑的趋势。也就是说只能这么说从长时间来看,熵处于最大熵的可能性要大点。而熵增或熵减并不是能够从物理上推论出来的物理原理。
那问题是:为什么我们这个宇宙处于一个熵增的过程?目前物理界的解释是,因为我们这个世界的初始条件是熵极小的大爆炸前的那个点,而这决定了这个世界从今往后要经历一段非常长的熵增过程。(参考罗杰斯.彭罗斯的著作《the Road to the Reality》(现实之路))
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