克劳修斯表述为:热量不能自发地,从低温物体转移到高温物体;🐜🀨而开&🞉zwnj;尔文则表述为:不可能从单一热源取热,使之完全转换为有用的功,而不产生其他影响。
“与麦克斯韦⛱妖更为贴合的大概是‘熵增原理’的表述方式。”
熵可以简单理解为,对一个系统🌳“不确定性🍏”或“混乱度”的量度。
颜也道:“熵增原理的具体内容即:不可逆热力过程中,熵的微增量总是大于零。也即在自然过程中,一个孤立🄀🝬系统总是自发地向混乱度增大的方向变化,总使整个系统的熵值增加。”
1871年,麦克斯韦在《热理论》一书的末🛑🛬🟠章《热力学第二定律的限制》中,设计了一个假想的存在,即著名的“麦克斯韦妖”(Max🛤🞙well\'sdemon),意👓🈝⚺图推翻热力学第二定律,证明自然界存在着与熵增相拮抗的能量控制机制。
这个理想实验简单来说是这样的。
有一个温度均匀的容🆄🍂🅐器,内部被分成相等的AB两格,在分界上有🐜🀨一个小孔,有一只麦克斯韦妖,可以控制小孔开‌关,决定其中每一颗做无规则运动的空气分子‌是否通过。
这样🌖一来,容器、其中的🄩⛴🞨空气分子‌、麦克斯韦妖,便共同构成了一个孤立系统。
此时,若麦克斯韦妖控制小孔开‌关,使得空气分子&zw🁟🖠nj;中,速度较快的通过小孔跑向B格,较慢的跑向A格,整个盒子&🚝;zwnj;就能产⛞🛢🞂生温差,孤立系统混乱度减小,即减熵。
沈雍乐开&a⛱mp;zwnj;口补充:“利用这个温差驱动热机做功,就是第二类永动机的一🌣🀽个范例。”
颜也点点头,⛱继续道:“但这个假🖢🔓想已经被证伪了。”🁿🛆
“1929年,匈牙利物理学家利奥·希拉德,首次将信息熵的概念引入到热力学循环中,认为麦克斯韦妖判断分子‌快慢的过程,也会导致整😊体熵的增加。”
“之‌后到1961年,兰道尔☒原理在信息理论和热力学之间建立起了一个基本联系,证明了写入或擦除1比特信息,会导致kln2J/K热力学熵的改变。”
提问的冷冷已经听晕了:“你等一下,我没明白……”她是信息📪🝫学的博士,高中和大学都是读的理科,却对这⚧📮个莫名其妙🆣冒出来的“小妖精”几乎完全没有概念。
冷冷🌖忍不🚑💧🔏住🝙都要怀疑自己学的是假信息学了!
“信息熵又是什么?”冷冷按着太阳穴,觉得如果每个A级副本都是这种难度🍺,自己还是趁早放弃来的比较🁤🇮容易,“我读书少你别欺负我,我怎么听不懂你们在说什么……”
唐煜摊摊手:“正常,我也听不懂。”
“但应该🚑💧🔏没太大关系——大多数末日副本不需要懂得概念也能通关。”