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熵及其节能应用概述PPT学习教案.pptx

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熵及其节能应用概述PPT学习教案.pptx

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熵及其节能应用概述PPT学习教案.pptx

文档介绍

文档介绍:会计学
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熵及其节能应用概述
熵的发展史
熵(entropy)指的是体系的混乱的程度,它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义,是各领域十分重要的参量。
1850年,德国物理学家鲁道夫·克劳修斯首次提出熵的概念,用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度,能量分布得越均匀,熵就越大。一个体系的能量完全均匀分布时,这个系统的熵就达到最大值。 在克劳修斯看来,在一个系统中,如果听任它自然发展,那么,能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触,热就会以下面所说的方式流动:热物体将冷却,冷物体将变热,直到两个物体达到相同的温度为止。克劳修斯在研究卡诺热机时,根据卡诺定理得出了对任意可逆循环过程都适用的一个公式 :dS=dQ/T。
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熵的定义
1:物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。
2: 科学技术上用来描述、表征系统不确定程度的函数。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。
3:传播学中表示一种情境的不确定性和无组织性。
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熵的应用
熵在物理学中的应用

克劳修斯和玻尔兹曼分别给熵下了定义。因此分别称为克劳修斯熵和玻尔兹曼熵。 熵到底是怎样的一个物理量,如何理解?
在克劳修斯的定义中熵表达为 :可逆过程中系统与周围环境交换的热量与温度的比即热温比。
在玻尔兹曼的定义中熵表达为 :微观状态数的自然对数值与玻尔兹曼常数的乘积即S= KlogW 其中 K为玻尔兹曼常数W表示一切系统的态。
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两者实际上是一致的,克劳修斯熵是宏观概念,着重表达熵的物理意义为能量的转变;玻尔兹曼熵是微观概念,着重表达熵的物理意义为一个体系的紊乱程度。在热力学中熵的讨论要严格区分在何种体系中。例如一个绝热体系的变化,只有向熵增加的方向变化的可能这就是熵的增加原理,深究其数学表达会得出熵的增加是由于概率统计法则的原因。任何一个系统存在着各种态的可能,每种态的数学概率是不同的,有大有小,因此整个系统的最终变化趋势是走向概率最大的那个态。
在热力学中一个初始非热平衡的态的发展趋势是热平衡态在这个过程中熵增加了符合熵的增加原理。现在用概率来说明熵的数学含义,它是表示物质系统状态的一种量度或说明其可能出现的程度这个物质系统状态可以是一切的自然现象。熵的数值表示 一个系统的无序和有序程度。 熵系统越是无序、越混乱不堪系统的熵值就越大。不可逆过程从微观本质上讲就是系统从有序趋于无序从概率较小的状态趋于概率较大的状态。
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熵在社会学中的理解

熵在自然科学中的应用很广泛 意义很大。 同时也可以将熵引入到社会科学中。 社会熵可以定义为 社会 负面消极的一个混乱程度。 对于组成社会的基本单元的个体来说 ,人 的利益与社会利益是相互依赖 相互依存的。 因此 如果处理人际之间 个 体和工作之间 整体与社会之间的问题 是社会前进的动力、 发展更为 积极 是一个严肃的社会课题。 一个长期稳定的系统 在没有外界干扰 的情况下 会逐渐变得不稳定 而这种不稳定往往是不受约束的 不可 逆的 是具有极大破坏性的。 因此 为了保证系统的熵低 要人为的参与 进来 利用积极地、 合理地 、 有序的事件将可能发生的破坏性后果逐步 消化掉 避免不可控制的失控结果出现。
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熵在生物上的理解
生命体也是相同的原理,生命体的有序性和低熵,是不断从外界吸取负熵,,就是信息扩大的过程,熵是减少的,或者说是负熵增加的过程. 与之相反的过程是生命不断耗散和有序性,组织性不断被破坏的过程,是信息不断消失的过程,它趋向于与自然界平衡,趋向于“热寂”,不断的发育和生长,自我复制,从外界吸取负熵,如食物,能量,水,氧等,同时排除高熵物质,无序性的物质如粪便,汗水,,就是不断吸取负熵,然后又不断的被消耗的过程,生命在两者的斗争过程中得以延续.
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信息熵
信息熵是信息的扩散和消失,信息的熵越小,则所含的有序程度越高,如果信息的熵大,说明其有序性低,获取了信息则意味着有序程度增加,即是负熵,任何使得随机事件产生组织性,法则性,有序性的过程,其熵就是负值,相反的过程则是无序度增大,熵就增加,,而产生信息则是从外界引入负熵的过程,把它应用到知识引用的领域,信息的熵小意味着它具有较高的有序性,组织性、法则性,传播范围更广,引用次数更多.
热力学中的玻尔兹曼熵定义为可能状态数的对数值,