熵的熱力學解釋
根據E. T. Jaynes（1957）的觀點，熱力學熵可以被視為香農信息理論的一個應用（這從玻爾茲曼公式和信息熵的定義相似性明顯可以看出。）：熱力學熵被定義為與要進一步確定系統的微觀狀態所需要的更多香農信息的量成比例。比如，系統溫度的上升提高了系統的熱力學熵，這增加了系統可能存在的微觀狀態的數量，也意味著需要更多的信息來描述對系統的完整狀態。麥克斯韋在以他的名字命名的思想實驗（“麥克斯韋妖”）中認為，如果存在一個小妖精知道每個分子的狀態信息（熱，或者冷），就能夠降低系統的熱力學熵。Landauer和他的同事則反駁說，讓小妖精行使職責本身——即便只是了解和儲存每個分子最初的香農信息——就會給系統帶來熱力學熵的增加。因此，總的來說，系統的熵的總量沒有減少。這就解決了“麥克斯韋妖”引發的悖論。Landauer法則能夠解釋現代計算機在處理大量信息時，必須解決散熱問題。......閱讀全文
熵的熱力學解釋
根據E. T. Jaynes（1957）的觀點，熱力學熵可以被視為香農信息理論的一個應用（這從玻爾茲曼公式和信息熵的定義相似性明顯可以看出。）：熱力學熵被定義為與要進一步確定系統的微觀狀態所需要的更多香農信息的量成比例。比如，系統溫度的上升提高了系統的熱力學熵，這增加了系統可能存在的微觀狀態的數量，
熵的信息論解釋
1948年，香農將統計物理中熵的概念，引申到信道通信的過程中，從而開創了”信息論“這門學科。香農定義的“熵”又被稱為“香農熵”或“信息熵”，即其中標記概率空間中所有可能的樣本，表示該樣本的出現幾率，是和單位選取相關的任意常數。可以明顯看出“信息熵”的定義和“熱力學熵”（玻爾茲曼公式）的定義只相差某個
熵的物理學解釋
1877年左右，玻爾茲曼提出熵的統計物理學解釋。他在一系列論文中證明了：系統的宏觀物理性質，可以認為是所有可能微觀狀態的等概率統計平均值。例如，考慮一個容器內的理想氣體。微觀狀態可以用每個氣體原子的位置及動量予以表達。所有可能的微觀狀態必須滿足以下條件：（i）所有粒子的位置皆在容器的體積范圍內；（i
熵的概念和基本定義
熵（拼音：shāng，希臘語：εντροπ?α (entropía)，英語：entropy）泛指某些物質系統狀態的一種量度，某些物質系統狀態可能出現的程度。亦被社會科學用以借喻人類社會某些狀態的程度。?熵的概念是由德國物理學家克勞修斯于1865年提出。最初是用來描述“能量退化”的物質狀態參數之一，在
熵變的影響因素
1)熵變(ΔS)與體系中反應前后物質的量的變化值有關:a.對有氣體參加的反應:熵變(1張)主要看反應前后氣體物質的量的變化值即Δn(g),Δn(g)正值越大,反應后熵增加越大;Δn(g)負值越大,反應后熵減越多；b.對沒有氣體參加的反應:主要看各物質總的物質的量的變化值即Δn(總)，Δn(總)正值越
酶的應用熱力學
與其他催化劑一樣，酶并不改變反應的平衡常數，而是通過降低反應的活化能來加快反應速率。通常情況下，反應在酶存在或不存在的兩種條件下，其反應方向是相同的，只是前者的反應速度更快一些。但必須指出的是，在酶不存在的情況下，底物可以通過其他不受催化的“自由”反應生成不同的產物，原因是這些不同產物的形成速度更快
新的物理定律可以預測基因突變
根據樸茨茅斯大學的一項研究，利用一種新的物理定律，可以在基因突變發生之前預測它們。這篇論文發現，信息動力學第二定律的行為與熱力學第二定律不同——這一發現可能對未來基因組研究、進化生物學、計算、大數據、物理學和宇宙學的發展產生巨大影響。主要作者Melvin Vopson博士說:“在物理學中，存在著支配
熵變的基本概念
對于化學反應而言，若反應物和產物都處于標準狀態下，則反應過程的熵變，即為該反應的標準熵變。當反應進度為單位反應進度時，反應的標準熵變為該反應的標準摩爾熵變，以△rSm表示。
熵變的計算公式
一般地，對于反應：mA + nB =xC + yDDrSmq = 【x Sq,C + y Sq,D】– 【m Sq,A + n Sq,B】1 可逆過程熵變的計算根據克勞休斯數學表達式可知,如果兩平衡態間的過程是可逆的,熵變可用求得(S1和S2分別表示系統在1態和2態的熵).可逆過程熵變可通過n摩爾理
什么是熵增定律？
熵增定律是克勞修斯提出的熱力學定律，克勞修斯引入了熵的概念來描述這種不可逆過程，即熱量從高溫物體流向低溫物體是不可逆的，其物理表達式為:S =∫dQ/T或ds = dQ/T。
美用碳納米管制造出世界最小白熾燈
用于解釋量子力學和經典物理學的差別 據近日英國《新科學家》雜志報道，美國科學家使用一個碳納米管制造出了世界上最小的白熾燈，燈絲長1.4微米、寬13納米。 美國加州大學的克瑞斯?里根團隊，將一個鈀和金電極分別黏附于碳納米管的兩端，碳納米管則穿過一個硅芯片上的細小的洞，被置于真空中。
本科生大智慧！南開大學學生提出演化黑洞模型
近日，南開大學物理科學學院2020級伯苓班本科生胡瀚文，在團隊指導下，基于超越廣義相對論的理論框架，提出了一個演化黑洞模型，首次將正規黑洞融入奇異黑洞的演化終態，以全新的視角解釋了正規黑洞并研究了相關的量子效應，為解決正規黑洞熱力學中熵-視界面積定律的疑難提供了可行性。 該項研究成果以“A r
南開大學本科生在黑洞研究中取得重要進展
近日，南開大學物理科學學院2020級伯苓班本科生胡瀚文，在團隊指導下，基于超越廣義相對論的理論框架，提出了一個演化黑洞模型，首次將正規黑洞融入奇異黑洞的演化終態，以全新的視角解釋了正規黑洞并研究了相關的量子效應，為解決正規黑洞熱力學中熵-視界面積定律的疑難提供了可行性。 該項研究成果以“A r
物理學家對“時間旅行”說：NO！
據國外媒體報道，一組理論物理學家通過研究發現，時間的箭頭可能無法折回，這意味著時間將一直向前，我們可能無法突破理論上的限制研制出時間機器。這個消息讓物理學家們感到沮喪，因為我們在還沒有發明時間機器前就得知我們的宇宙可能無法讓時間的箭頭向后。從傳統意義上看，時間旅行回到過去就是讓時間的箭頭往相反方
精密測量院在廣義熱力學第二定律實驗上取得進展
近日，中國科學院精密測量院馮芒研究團隊攜手鄭州大學、中國科學院長春應用化學所、美國紐約州立大學石溪分校等國內外單位，在廣義熱力學第二定律的實驗研究上取得新進展。該研究團隊基于超冷離子量子精密測量平臺，實驗證實了滿足廣義熱力學第二定律的新漲落定理，這一成果8月29日在知名物理學期刊《物理評論快報》上發
新研究確立非晶合金力學弛豫與平衡動力學之間的內稟性關聯
圖 (a) 楊氏模量和硬度隨老化時間的演變；(b) 應力松弛時間τSR與老化溫度1/Ta在Tf==554 K的演變規律；(c) 在玻璃和過冷液體區域老化過程中τSR的演變；(d) 不同老化時間和溫度下參數 隨老化時間的演變規律 在國家自然科學基金項目（批準號：51971178、52271153
研究證實真實的量子體系存在操控速度的極限
近日，中科院精密測量院研究團隊與多個單位合作，利用超冷40Ca+離子所構造的量子模擬實驗平臺，設計并實驗展現了可控的量子非平衡熱力學過程，在單原子層面上首次高精度地驗證了“遠離平衡狀態的量子體系的操控速度受制于體系的熵產生率“這一全新的量子熱力學特性，研究成果發表在《物理評論快報》上。 該成果不
納米“高熵鎧甲”破解電廠“頑疾”
在中國西北的戈壁深處，新疆憑借其得天獨厚的資源稟賦，成為煤炭資源接續區和戰略性儲備區。其中，準東煤田的儲量達到3900億噸，是中國最大的整裝煤田。在火力發電領域，燃煤成本占發電總成本的70%~80%。準東煤因價格便宜、儲量豐富，在西北地區使用尤為普遍。然而，這種高堿煤容易導致鍋爐結焦、高溫腐蝕、
科研人員證實量子體系存在操控速度的極限
新華社武漢2月24日電（記者譚元斌）我國科研人員在單原子層面上證實了量子體系存在操控速度的極限。這一研究成果不僅涉及量子力學和熱力學的基本問題，而且對于優化量子測量、量子態制備、量子信息讀取乃至加快量子計算的速度等，都具有重要參考意義。記者24日從中國科學院精密測量科學與技術創新研究院獲悉，其馮芒研
中科院力學所：波動熵力及其作用研究
波動熵力源于熱擾動，在納米尺度是極為重要的一種普適的長程力。特別是波動熵力在眾多細胞進程中發揮了極為重要的作用。例如，通過影響細胞粘附，波動熵力能夠充分地調控癌細胞的轉移過程。因此，對波動熵力性質及其作用的研究構成了微/納米尺度科學研究的重要基礎。然而，波動熵力基本的作用規律及其性質尚未完全清楚
色譜理論基于熱力學的塔板理論
塔板理論是色譜學的基礎理論，塔板理論將色譜柱看作一個分餾塔，待分離組分在分餾塔的塔板間移動，在每一個塔板內組分分子在固定相和流動相之間形成平衡，隨著流動相的流動，組分分子不斷從一個塔板移動到下一個塔板，并不斷形成新的平衡。一個色譜柱的塔板數越多，則其分離效果就越好。根據塔板理論，待分離組分流出色譜柱
色譜理論基于熱力學的塔板理論
塔板理論是色譜學的基礎理論，塔板理論將色譜柱看作一個分餾塔，待分離組分在分餾塔的塔板間移動，在每一個塔板內組分分子在固定相和流動相之間形成平衡，隨著流動相的流動，組分分子不斷從一個塔板移動到下一個塔板，并不斷形成新的平衡。一個色譜柱的塔板數越多，則其分離效果就越好。根據塔板理論，待分離組分流出色譜柱
什么是熱力學中的標準狀態
熱力學中的標準狀態一般指在101.325kPa（部分文獻為100kPa）的壓力(標準壓力)下和某一指定溫度下純物質的物理狀態(液態或某種形式的固態)，用右上角θ表示。亦稱熱力學標準狀態, 簡稱標準態。它對具體物質狀態有嚴格規定：1、氣體物質的標準態除指物理狀態為氣態外，還指該氣體的壓力(或在混合氣體
物理所發現一把測量玻璃結構的“尺子”
對于非晶態固體，也就是玻璃的結構，長期以來教科書的觀點是玻璃的原子排布和液體沒有明顯區別，空間結構上都是無序的，以至于有“玻璃就是凍結的液體”這種說法。然而，這種觀點在熱力學上是明顯站不住腳的，因為完全隨機的排布所帶來的巨大結構簡并度難以支持玻璃以固體形態存在，能量相近的不同隨機結構間將很容易相
在科學解釋中，為何不能拋棄目的因
人們對亞里士多德的“四因說”很熟悉，它是科學解釋理論的源泉。隨著科學的發展，亞氏學說中的諸多目的因解釋被拋棄，現代科學采納的是更簡潔的動力因的形而上學基礎。但是，目的因錯在哪兒，它一點兒作用都沒有了嗎？而且在自然科學中，動力因果解釋并不夠。 應當如何更好地理解并理順這些關系，中國科學院哲學研究
熱力學標準狀態的溫度是怎樣的
熱力學標準狀態：在100kPa（部分文獻為101.325kPa）的壓力（標準壓力）下純物質的物理狀態,用右上角用符號“θ”表示,簡稱標準態.它對具體物質狀態有嚴格規定：①氣體物質：該氣體的壓力（或在混合氣體中的分壓）值為100kPa（部分文獻為101.325kPa）,即標準壓力pθ；②溶液：溶液中的
關于自發過程的變化量的介紹
過程為恒溫恒壓時，能以吉布斯自由能決定其自發性，其數學式如下： ΔG=ΔH-TΔS 由上式可知，吉布斯自由能（G）變化量之正負取決于焓（H）、熵（S）之變化量以及絕對溫度（T）之大小。當絕對溫度之值等于焓變化量對熵變化量之比值時，吉布斯自由能之變化量為零。 當過程之吉布斯自由能變化量為：
疏水鍵的定義
疏水鍵（hydrophobic bond）是兩個不溶于水的分子間的相互作用。當分子中烴基鏈與水接觸時，因不能被水溶劑化，界面水分子整齊地排列，導致系統熵值降低，能量增加，產生表面張力。為了克服表面張力，疏水基團會收縮、卷曲和結合，將原來規則排布于表面的水分子排擠出，使疏水表面減少，轉換出的水分子呈無
細胞化學基礎?疏水鍵的定義和特性
疏水鍵又稱疏水作用力。不是真正的化學鍵疏水鍵（hydrophobic bond）是兩個不溶于水的分子間的相互作用。當分子中烴基鏈與水接觸時，因不能被水溶劑化，界面水分子整齊地排列，導致系統熵值降低，能量增加，產生表面張力。為了克服表面張力，疏水基團會收縮、卷曲和結合，將原來規則排布于表面的水分子排擠
疏水鍵的定義
疏水鍵又稱疏水作用力。不是真正的化學鍵疏水鍵（hydrophobic bond）是兩個不溶于水的分子間的相互作用。當分子中烴基鏈與水接觸時，因不能被水溶劑化，界面水分子整齊地排列，導致系統熵值降低，能量增加，產生表面張力。為了克服表面張力，疏水基團會收縮、卷曲和結合，將原來規則排布于表面的水分子排擠