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為什麽熵增是最絕望的定律?

熵增是最絕望的定律因為根據熵增原理,地球上所有的生物都會從有序走向無序,也就是走向死亡。

熵增原理的出現,表明經典力學的可逆性並不適用於所有情況,只有在有普適力學原理保證的情況下才是準確的。熱運動是壹個不可逆的過程,同時也徹底宣告了永動機的消亡。因為不可能從海水中吸收熱量來做功,也就是吸收單壹熱源的熱量,使其完全有用而不產生其他作用。

薛定諤指出,熵增的過程也必然反映在生命系統中。換句話說,生命系統中的熵也應該是不斷增加的,只能從有序向無序發展。

但從某種角度來說,生命的意義在於抵抗自身熵增加的能力,也就是降低自身熵的能力。最典型的表現就是進食行為。我們從食物中汲取“負熵”來維持生命的秩序,也就是“新陳代謝的本質是消除所有生物時時刻刻產生的負熵。”這裏的有序和無序描述的是宏觀狀態。

因此,在新陳代謝的過程中,機體成功地從周圍環境中吸收負熵,並釋放其生命活動所必須產生的所有正熵,以維持其生存和進化。總之,生命是壹個開放的、不可逆的非熱力學平衡系統。平衡態是無序的,而非平衡態是有序的根源,這符合熱力學第二定律和熵增原理。薛定諤用“生命靠負熵為生”這句名言形象地概括了它。

即便如此,生命的熵減行為也沒有影響。畢竟在浩瀚的宇宙中,人類和其他生命根本微不足道。熵增的必然性和不可逆性註定了生命只能從有序發展到無序,最終走向衰老和死亡。所以熵增原理也被很多人稱為最絕望的物理定律。

熵的性質

1,狀態函數

熵s是壹個態函數,具有加性(容量)性質(即對於體系M,可分為M1和M2,然後有SM=SM1+SM2),是壹個寬度量的非保守量,因為其定義中的熱與物質的量成正比,但確定的態有壹個確定的量。它的變化量δ s只取決於系統的恒定狀態,與過程是否可逆無關。

由於系統熵的變化值等於可逆過程的熱溫商δQ/T之和,所以系統的熵變只能通過可逆過程得到。孤立系統的可逆變化過程或絕熱可逆變化過程δ S = 0。?

2.宏觀數量

熵是壹個宏觀量,是構成系統的大量微觀離子的性質。它包括了分子的平移、振動、旋轉、電子運動和核自旋運動貢獻的熵,談論單個微觀粒子的熵毫無意義。

3.絕對值

熵的絕對值不能由熱力學第二定律決定。熵的絕對值可以根據量熱數據用第三定律來確定,稱為規定熵或量熱法。熵的絕對值也可以用統計熱力學從分子的微觀結構數據計算出來,稱為統計熵或光譜熵。