為什麼這篇entropy亂度鄉民發文收入到精華區:因為在entropy亂度這個討論話題中,有許多相關的文章在討論,這篇最有參考價值!作者KBmax (James陽)看板Chemistry標題Re: [學科] 亂度疑問時間Wed Ju...
entropy亂度 在 PanSci 泛科學 Instagram 的精選貼文
2021-09-10 04:28:25
圖上的公式,是克勞修斯版本的熱力學第二定律公式,也就是熵(entropy)的公式。 熵是個不好理解的物理概念,你可能在電影「天能」中聽過「逆熵」,或某位市長曾經說過:「最低能量,最大亂度,是宇宙運行的方向。」 但要 A 編說的話,熵就是:「錢包裡的錢錢沒有不見,只是變成你喜歡的形狀。」 可被利...
在回答問題以前我先來問一個簡單的問題好了,你說一個密閉空間裝滿一種氣體中間用一
個開關隔開,然後你可以把開關打開,你認為熵應該要因此增加,好那我問你
你可以把開關打開,那你是不是也可以輕鬆把開關關起來? 然後按照你的想法熵應該又變
小回原來的值是吧?然後在這樣開開關關之間,你就可以讓你的entropy大小隨著你的節
奏動次動次跳起來了yo ~~~~?!?!
如果你發現這樣很怪那恭喜你往物理之路又往前了一步,這就是著名的Gibbs Paradox
你可以想一下一開始密閉空間兩邊放不同的氣體,當你把筏打開,兩邊氣體開始互相混合
後,當你要把筏關上時,兩種氣體不會自動分開成一邊一種,很顯然系統已經改變了(ent
ropy增加);然而當兩邊氣體都一樣的時候,無論開了筏還是關起來,並不影響系統,系
統仍然沒有任何改變(以量子力學語言就是這些氣體都是identical particles,你沒辦法
用任何區分這些particle誰是1號、誰2號),自然沒有entropy的變化!
但是當初Gibbs用了跟你一樣的想法得到了熵有變化的結果,Paradox!所以Gibbs 在part
ition function或是state numbers的時候引入了N! factor使得計算結果符合物理,而後
來也證明了這個Factor來自量子統計的classical limit下的結果
最後容我補充一點,說熵entropy是混亂程度這其實蠻不嚴謹,你要怎麼定義怎樣才叫亂
?有些看起來很整齊的系統其實entropy很大,你要怎麼解釋?所以更正確的方式應該說
平均資訊量流失的度量(information loss),事實上現在我們對entropy的理解都是從資
訊理論來的,而不僅僅只是熱力學的dQ=TdS
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