查看: 17363|回复: 27
上一主题 下一主题 跳转到指定楼层

【科普】被热力学坑害一学期的N叔来讲解,熵神马的,其实就是后悔药么

23

主题

47

存在感

5

活跃日
 2 

实习生

发帖: 52
SOS币: 3092
注册: 2008-12-14
访问: 2013-05-16

楼主
发表于 2011/03/04 | 编辑

猜你喜欢: 热力学科普故事


也算半个砖家,刚好专业对口,咱是学化学的,物理神马的正统不要拍我。


核电站
其实我觉得,学术定义的熵真的很蛋疼,所以我来科普一下。
我举一个简单的,人民群众喜闻乐见的例子——核电站(超级简化版)。

核电站咋发电呢,是这样的,我们先通过一系列热核反应,加热水池里的水,我们称热水为热源
然后我们在准备一个大烟囱,就是那标准的水泥玩意,都见过,里面是20度的空气,我们叫他冷源
再然后,为了防止核物质泄露,我们特地准备一条管道,连接热源冷源,这就是循环水/循环蒸汽
循环水热源被加热,变成蒸汽,这涉及到了一个体积膨胀的过程,就像锅盖被顶起来一样。
循环蒸汽冷源被冷却,冷凝成水,这又是一个体积收缩的过程,锅盖落了下去。
通过活塞来实现这种抽插过程(误,产生了动能,带动了发电机(发动机也算),固有能量变成了电,人类灭亡不了啦。

挺好,挺河蟹。


熵?那是神马
我们注意到,有两个过程,涉及到吸热与放热,学术上这叫热交换
把热交换过程中每一微秒的交换热量除以交换时的温度,所得的数值叫做
一般所称的熵是以上数值“微熵”的总和——积分值。


为啥会宇宙毁灭
科学家假定了一个完美的过程 这个过程是这样的,吸热-变大-放热-变小,没有把奇怪的东西顶出去,他们发现,这个过程结束以后,大家什么也没变,生米也没变成熟饭,这时候“能量的质量”没有变化,熵变为零。

那么如果顶出去了奇怪的东西了呢?比如发电机,确实,铀变成了热量,然后带动动力系统,我们先不管铀同学怎么样,铀产生的“高质量的热能”只有20%-30%变成了电,其他70%-80%都被耗散到了空气中,再也没法利用了,这种浪费的衡量尺度就是熵。

热力学的一个核心定律,就是耗散的热能再也没法利用,能量守恒但是能量的质量不守恒,好比人都是活人,你把人给拆了,物质不灭,人灭了。
这就叫熵增。


奇迹与代价
奇迹是可以产生的。

奇迹也是有代价的。

我举个简单的例子,一把锤子,往下锤钉的过程结束后,你必须再把锤子举起来,才能“表面上恢复原状”。
没忘物理的还可以算算,就算有一种很NB的玩意能让钉子自己拔起来,也不可能把锤子顶到那么高。
所谓还原,其代价就是你举起来,你吃进去的饭没了。

这也是最基本的,最核心的,通常的论调——世界上没有后悔药吃,奇迹,拿出你的灵魂来。


最后吐槽一下小圆脸
其实本篇完全是概念炒作,魔法少女变魔女和熵神马关系也没有,但是引发奇迹要付出代价基本就是这么回事了。
我举一个例子,速溶咖啡加到开水中,咖啡溶解了,原来分的很开的咖啡和水混合到一起,变得混乱了,这是中学时代的熵的定义,也是熵的核心定义,熵=(混乱度)取自然对数。
但是根据分子运动论,在一个仿佛横置的沙漏中,砂颈那有一个小圆脸,咖啡分子只能往左,水分子只能往右,不合规矩的我就用小圆脸一挡,不就熵减了么。
这也就是熵论的核心争论点,事实上我不认为这里已经清楚了,虽然小圆脸需要一个雷达测速系统来知道分子往哪走,有需要一个Intel inside来选择,但是其代价究竟会不会和收益相抵呢,没人知道。
或许将来,有一个丘比文明能发明这样一个利用人类情感来判断的系统,然后……
我,是僵尸,也是魔法少女。
此帖被评分,最近评分记录
SOS币:60(色魔奶油)

66

主题

1349

存在感

287

活跃日
 10 

SOS团之究级水库!!

1楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
于是表示看不懂= =
我只知道世界的法则是等价交换

7

主题

46

存在感

5

活跃日
 1 

参观生

2楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
学物理的路过占座

广告位招租

5

主题

60

存在感

17

活跃日
 3 

SOS团新手

3楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
只在高中课本略涉及了解过
最初知道还是在凉宫中,一次阿虚吐槽 熵会增大
然后深深的记住了这个
然后看物理书籍的时候对 熵 也就特别敏感
貌似薛定谔还从熵的角度谈过 人如何才能活得更长

61

主题

257

存在感

176

活跃日
 6 

SOS团三星级★★★

4楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
表示现在世界上没有一个核电站是通过热核反应来产热的
想可控核聚变再等几十年吧~
顺便再说一下,电站现在用的都是蒸汽轮机哦


[ 此贴被Crackle在2011-03-04 17:29重新编辑 ]

91

主题

264

存在感

433

活跃日
 9 

SOS团之无敌水王!

5楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
引用第1楼lyfalan2011-03-04 17:13发表的“”:
于是表示看不懂= =
我只知道世界的法则是等价交换



仔细看你就看懂了,LZ说的足够简明。

23

主题

47

存在感

5

活跃日
 2 

实习生

6楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
引用第1楼lyfalan2011/03/04 05:13 PM发表的“”:
于是表示看不懂= =
我只知道世界的法则是等价交换


就拿等价交换举例子,一点利益也没有的等价交换我们叫做熵不变。
而只要产生了利益,熵就会增加。
比如一个面包师傅用面包和屠夫换了猪肉,然后面包师傅说我不干了,我要换回来,屠夫肯定不乐意。
或许这个例子不好理解,那就当买卖东西,说是等价交换,实际上商家赚了钱,退货,没那么简单的。

667

主题

2311

存在感

529

活跃日
 9 

SOS团之无敌水王!

7楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
老虚非要扯上这种很多人都懂的概念。如果他扯“平行世界”的话,那还好接受些。

66

主题

1349

存在感

287

活跃日
 10 

SOS团之究级水库!!

8楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
引用第6楼nijiichi2011-03-04 17:20发表的“”:

就拿等价交换举例子,一点利益也没有的等价交换我们叫做熵不变。
而只要产生了利益,熵就会增加。
比如一个面包师傅用面包和屠夫换了猪肉,然后面包师傅说我不干了,我要换回来,屠夫肯定不乐意。
或许这个例子不好理解,那就当买卖东西,说是等价交换,实际上商家赚了钱,退货,没那么简单的。


嗯嗯,感谢解释

15

主题

33

存在感

36

活跃日
 4 

SOS团一星级★

9楼
发表于 2011/03/04 | 编辑
只是幻想的故事而已,认真的话就输了哦~~

lz淡定~~

关于我们|无图版|SOSG WIKI

Copyright © 2006-2024 SosG.Net
Total 0.019563(s) query 8, Gzip enabled,  沪ICP备07006640号-3