什么是等熵过程?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/25 07:46:20
什么是等熵过程?
什么是等熵过程?
什么是等熵过程?
熵增定律仅适合于孤立体系,这是问题的关键.虽然从处理方法上讲,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,就使理论带上了一定的主观色彩.实际上,绝对的联系和相对的孤立的综合,才是事物运动的本来面目.那么,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.如果说熵增是混乱度增加,而熵减是有序度增加的话,那么,真正的过程必然是混乱与有序的综合过程.因而,系统就必然出现熵增和熵减诸种情况.
现在,一个中心问题出现了,在系统状态 ( 点 ) 上的熵增和熵减过程中,是否存在一个不动点 ,使熵增和熵减达到平衡 ( △ S=0) .
在孤立体系中,平衡状态也是熵增为零.当进行研究的时候,一旦熵增 ( 减 ) 等于零,我们似乎就觉得比较满意了.熵增 ( 减 ) 为零,熵为常数.常数还有什么研究的必要呢 放在公式中就行了.然而,问题并不简单.信息熵等于常数,并不是其它量等于常数.物质、能量的出入使事物的质能变化不是一个常数.如果我们过去往往在物质、能量一定的前提下来讨论熵增加的话,那么,我们是否忽视了一个问题,即在熵恒定的情况下来讨论物质、能量的变化呢 更进一步说,如果自然界存在这一类过程,即熵恒定的过程,再结合到质、能守恒,那么,我们就有了这样一组十分满意的公式：
m (t)=Cm
u (t)=Cu
s (t)=Cs
其中 t 是时间,m 、 u 、 s 是物质量、能量、信息 ( 负熵 ) ,Cm 、 Cu 、 Cs 是常数.
由此,等式与不等式的分裂可以获得解决.
在系统状态 ( 点 ) 的变化过程中,要在每时每刻都保持信息 ( 负熵 ) 为恒量,是一个太强的条件.而许多过程可以表现为在某些时间位点上信息 ( 负熵 ) 为恒量.这时,系统出现熵振荡过程,当熵振荡的时段极短时,它趋近于等熵过程.
在自然界和人类社会中,等熵过程是很多的,仅举几个例子做一简略讨论.
关于质点运动.因为在低速情况下,任何物体的质量是不变的.因此,它只有一种状态,故质点运动是一个质量等熵过程,这是何以能把任何一个物体视为一个质点的原因.在高速状态下,物体有多种质量状态,这时,质点运动就不一定是等熵过程.
关于信息变换与传递.信息变换与传递是一个典型的等熵 ( 不是指热熵 ) 申农说,信息论研究的课题是如何“精确地或近似地在一点重现另一点新选择的符号”,这实际上就是试图在等熵条件下来研究信息传递.
另外 ,结构相似性、过程相似性、结构与功能、事物的同规律、集合的映射、实物与图形、记忆、语言与对象、生命常态、生物节律等,都包含着等熵过程.