由熱力學(xué)理論分析土壤系統(tǒng)的熵畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-08-02 06:18本頁面
【正文】 土壤系統(tǒng)熵越低, 土壤肥力越高。 求解熵變應(yīng)注意的兩個問題( 1) 判別熱力學(xué)過程是否可逆是解決問題的關(guān)鍵. 若為可逆過程, 直接用上面給出的公式求解。”即信息量相當(dāng)于負(fù)熵，信息的失去為負(fù)熵的增加所補(bǔ)償。在信息熵公式中有負(fù)號，表示系統(tǒng)獲得信息后無序狀態(tài)的減少或消除，或者說，一個系統(tǒng)的狀態(tài)越是有序，它告訴我們的信息就越多，狀態(tài)越是無序，它給我們的信息就越少，熵的增加就意味著信息的減少。隨機(jī)事件出現(xiàn)的不確定度用其出現(xiàn)的概率來描述，事件出現(xiàn)的可能性愈小，概率就愈小，而所含的信息量卻愈大；相反，事件出現(xiàn)的可能性愈大，概率就愈大，而所含的信息量卻愈小。因此，熵是系統(tǒng)無序度或混亂度的量度，孤立系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的過程總是從熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)過渡，熵的增加意味著系統(tǒng)無序度的增加。 玻爾茲曼關(guān)系式中的熵稱作統(tǒng)計(jì)熵，它是熱力學(xué)熵的微觀解釋。熵是不可用能的量度，一個系統(tǒng)的熵愈增，不可用能愈大。根據(jù)這一原理，以熵變?yōu)榕袚?jù)，不僅可以判斷不可逆過程進(jìn)行的方向和限度，而且還需要能給出孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡的必要條件，即任何自發(fā)過程都是由非平衡態(tài)趨向平衡態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)，熵增加到最大值。等號對應(yīng)可逆過程，大于號對應(yīng)不可逆過程。而根據(jù)熵的不同用途或意義又可以劃分為以下種類 熱力學(xué)熵熵誕生于熱力學(xué)這門學(xué)科，1865年由克勞修斯首先認(rèn)識并定名，其意為“熱量除以溫度的商”。基于上述熵與熱力學(xué)幾率之間的關(guān)系，可以得出結(jié)論：系統(tǒng)的熵值直接反映了它所處狀態(tài)的均勻程度，系統(tǒng)的熵值越小，它所處的狀態(tài)越是有序，越不均勻；系統(tǒng)的熵值越大，它所處的狀態(tài)越是無序，越均勻。玻爾茲曼在研究分子運(yùn)動統(tǒng)計(jì)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出來了公式： () 其中，Ω為系統(tǒng)分子的狀態(tài)數(shù)，k為玻爾茲曼常數(shù)。熱力學(xué)第二定律體現(xiàn)的就是這個特征。熵值越大，混亂無序的程度越大。設(shè)高溫物體的溫度為T1，低溫物體的溫度為T2，在熱量ΔQ從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體的過程中，高溫物體熵變?yōu)?，低溫物體熵變?yōu)椋傁到y(tǒng)熵變?yōu)? （）因?yàn)門1＞T2，所以總熵變ΔS＞0，這表明，在熱傳導(dǎo)過程中系統(tǒng)系統(tǒng)的熵增加了。這種情況與討論內(nèi)能或電勢能和電勢時(shí)一樣，在這些問題中重要的是有關(guān)物理量的變化量。熵常用S表示，它定義為：一個系統(tǒng)的熵的變化ΔS是該系統(tǒng)吸收（或放出）的熱量與絕對溫度T的“商”，即 （）當(dāng)系統(tǒng)吸收熱量時(shí)，取為正；當(dāng)系統(tǒng)放出熱量時(shí)，ΔQ取為負(fù)。熱傳導(dǎo)、功變熱和氣體自由膨脹等物理過程具有單向性（或不可逆性）特征，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但熱量從低溫物體傳到高溫物體的過程則不能自發(fā)發(fā)生；機(jī)械功可通過摩擦全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功；氣體能向真空室自由膨脹，使本身體積擴(kuò)大而充滿整個容器，但決不會自動地收縮到容器中的一部分。但熵的概念很重要，隨著科技的發(fā)展，很多學(xué)科都引入了熵的概念，所以對于熵的學(xué)習(xí)也顯得越來越重要，有人說，熵概念的重要性絲毫不亞于能量的概念。熵的大小反映系統(tǒng)所處狀態(tài)的穩(wěn)定情況，熵的變化指明熱力學(xué)過程進(jìn)行的方向，物理過程的方向性用熵增加原理來表示，熵為熱力學(xué)第二定律提供了定量表述。熵是描述熱力學(xué)系統(tǒng)的重要態(tài)函數(shù)之一。這是一條最基本的定律；所以人們把它稱為“熱力學(xué)第一定律”。因此，關(guān)于能量流動和功－－能轉(zhuǎn)換的科學(xué)就被稱為“熱力學(xué)”，這是從希臘文“熱運(yùn)動”一詞變來的。換句話說，“熵將隨著時(shí)間而增大”。如果把兩個水庫連接起來，并且其中一個水庫的水平面高于另一個水庫，那么，萬有引力就會使一個水庫的水面降低，而使另一個水面升高，直到兩個水庫的水面均等，而勢能也取平為止。 在克勞修斯看來，在一個系統(tǒng)中，如果聽任它自然發(fā)展，那么能量差總是傾向于消除的。能量分布得越均勻，熵就越大。本文將從土壤肥力方面論述土壤與熵的關(guān)系。同期河南大學(xué)地理系馬建華在自然地理土壤地理卷上發(fā)表論文引用土壤熵公式分析土地系統(tǒng)熵。熵概念在土壤學(xué)和農(nóng)學(xué)中的應(yīng)用, 是新興學(xué)科《系統(tǒng)土壤學(xué)》的任務(wù), 為土壤肥力和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工作效率提出了新的評判指標(biāo), 現(xiàn)根據(jù)接觸到的文獻(xiàn), 簡單介紹一下實(shí)際應(yīng)用和檢驗(yàn)的情況。杰里米用熵這樣一個量來衡量土壤系統(tǒng)的肥力，有利于合理利用土地，提高肥力，減少能源的浪費(fèi)。土壤系統(tǒng)熵既反映了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài), 也反映了輸入能量的可用程度, 因此是土壤作為一個耗散結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)指標(biāo), 從而實(shí)現(xiàn)了土壤肥力評價(jià)中的生態(tài)效率和經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)合, 并且為系統(tǒng)論土壤學(xué)的研究對象提供了認(rèn)識的基礎(chǔ)。土壤系統(tǒng)熵值有穩(wěn)定性, 可作為土壤分類的依據(jù)。由熱力學(xué)理論分析土壤系統(tǒng)的熵畢業(yè)論文目 錄目錄 ……………………………………………………………（Ⅰ）中文摘要、關(guān)鍵詞 ………………………………………………（Ⅱ）引言 ……………………………………………………………（1）熵概念的提出 …………………………………………………（1）熵的意義 ………………………………………………………（2） 熱力學(xué)熵 …………………………………………………（3） 統(tǒng)計(jì)熵 …………………………………………………（4） 信息熵 …………………………………………………（4）熵變的計(jì)算 ……………………………………………………（5） ………………………………………（5）…………………………………（5）土
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