什么是标准熵(Standard Entropy)？

一般来说，标准熵是对封闭系统中不能工作的热能的量度，通常被认为是一个系统所包含的无序量。标准熵的定义因其所应用的科学领域而略有不同。在化学中，标准摩尔熵定义为1摩尔或克分子的熵，在14.7磅/平方英寸（101.3千帕）的标...

一般来说，标准熵是对封闭系统中不能工作的热能的量度，通常被认为是一个系统所包含的无序量。标准熵的定义因其所应用的科学领域而略有不同。在化学中，标准摩尔熵定义为1摩尔或克分子的熵，在14.7磅/平方英寸（101.3千帕）的标准大气压和给定的温度下，假设自然界中有烧杯的科学家正在经历标准熵的变化。这意味着随着时间的推移，标准熵的水平会不断增加，最终的结果是宇宙总有一天会遇到最大熵。这种状态被称为热死，它是一种所有能量在同一温度下均匀分布在整个空间中的状态，使它不再能够做任何功。用来表示标准熵的符号是S°，用功或单位表示能量被称为焦耳，每摩尔温度开尔文，因此表示标准摩尔熵的单位为Sm°/J摩尔-1k-1。这在标准熵表中被分解为一个单位较少的数字。最耐用的物质具有最低的固有熵，其中金刚石在标准温度为77°F（25°C或298Kelvin）的最小熵为2.377，液态水为69.9，氦为126。热力学定律规定能量既不会产生也不会被破坏。因此，计算标准熵是确定物质与系统之间能量运动的一种方法，整个宇宙的净能量，被认为是一个封闭的系统，总是保持不变的在化学和物理中，通常使用统计力学来计算这种能量转移，因为它可以模拟分子在各种能量状态下的运动。尽管据说整个空间的熵总体上在增加，人类活动中的幻觉是它正在被减少。当物质被制造成对工作有用的东西时，所用原料的化学状态的标准熵或无序度就会降低。然而，在生产产品的过程中使用了更多不可回收的能量，地球并不是一个封闭的系统，当文明给混乱带来秩序的时候，地球上的标准熵正在减少，这种错觉一直延续下去。当高度结构化的化学物质，如精炼的化石燃料被燃烧时，更多的净热能以同样的方式流失到太空中，就像太阳辐射其大部分热量一样这就是为什么像钻石这样的材料的标准熵态在2.377比石墨低5.74，尽管它们都是由相同的元素碳组成的。生产钻石所用的自然能量和压力比石墨大得多，这使钻石具有更高的固有秩序因此，一个系统或物质的阶数越高，它对宇宙产生的标准熵就越大

发表于 2020-09-18 01:08
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分类：科学教育

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