热力学第二定律熵概念推广耗散结构.ppt

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一、 熵与能量
二、 熵与时间
三、 熵与生命
四、 熵与信息
五、 熵与社会
§4 熵概念的推广
一、熵与能量
热律： 能量守恒
热律： 能量转化能力
有序
无序
能力强
能力弱
有序到无序能量转化过程不可逆
一部分能量不能再作功
--能量退化
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添加标题
对热律深入认识
添加标题
能量退化角度认识
添加标题
孤立系统内发生的自发过程
添加标题
必然导致能量的退化
添加标题
熵的角度认识
添加标题
孤立系统 … 导致熵的增加
添加标题
熵是能量不可用程度的量度
添加标题
能量危机 就是熵的危机
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二 、熵与时间
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物理学中很多领域
时间本质上都在描述可逆过程
从现在可知过去 也可知道未来

热现象不具有时间反演对称性
4
数学家 史蒂芬指出：
至少存在三个时间箭头 将过去和将来分开
三个箭头所指方向一致
热力学箭头
无序度增加的时间方向
只能记住过去
心理学箭头
宇宙膨胀
宇宙学箭头
5
三、熵与生命
热律：孤立系统 无序度增加 熵增加
但生物进化过程：成长过程有序度增加
熵产生 内部(恒为正)
熵流 外界(可正 可负 可零)
开放系统：
6
有序度增加 从一种
有序到更高级的有序
成熟阶段
维持一种有序
有序度下降
生物系统在短期内或
局部熵积累过多 病态
称负熵流
<
生长阶段
>
>
<
衰亡阶段
<
7
而是为了熵而斗争
既不是为了物质 也不是为了能量
04
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玻耳兹曼说：生物为了生存而作的一般斗争
03
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薛定谔说：生命赖负熵以存在
02
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从物理学的角度看 治疗的目的在于消除积熵
01
是以更大范围的熵增为代价的
生物从外界吸收负熵
05
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信息的获得意味着各种可能性中概率分布的集中
信息熵
四、熵与信息
香农：信息是事物肯定程度的量度
熵增等于信息的减少 信息与负熵等效
对某种事物作出完全判断所缺的信息量
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五、熵与社会
可持续发展
环保
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