熵是什么意思 怎么读(熵增是什么意思)

S=klnW。公式中，S代表熵，K是玻尔兹曼常数，W是微观状态数。有些物理学家也称W为相间体积空。不知道有多少朋友被这个公式吓到了。别担心。让我们用一个简单的方法来理解熵的含义。

安慰一下我们的小心脏，做个游戏：

蒙上眼睛，把苹果、香蕉、梨随机放入两个盒子，然后猜。每个水果可以有两个目的地，因此，依次放入三个水果，即2×2×2 = 2 ^ 3 = 8，即总共可以有八种组合，那么我们猜中答案的概率是1/8。

现在我们用物理语言来说说这个猜水果的游戏。八种可能性对应八种微观状态，这个8就是公式中的W。这个游戏中的熵值与8的对数成正比，你猜对的概率是1/8。

升级版游戏：思想实验

拿一个立方体容器来说，里面装的是10 ^ 10分子的同一种气体。现在我们要用一个隔板把这个很容易的分成两部分，左边和右边，体积相等。这些气体分子就相当于游戏中的水果，而被一个隔板隔开的两部分就相当于那两个盒子。

从统计力学的角度来看，不可能所有气体分子都在容器的左侧，而保持右侧为真空。这是因为这种情况发生的概率太小了。从物理上讲，如果出现这种情况，容器左格的温度会高于右格。

我们可以计算左边盒子里n个分子的微观状态。我们可以先从10 ^ 10中选取n个分子的结合数。这个数的对数就是左网格有n个气体分子的可能性。

可以计算出这种分布对应的熵，其数值可以作为判断某件事能否发生的依据。在我们的思维实验中，熵的值是在n = 5×10 ^ 9时得到的。

从这个思想实验也可以看出，熵的值代表了系统存在的可能性，它与系统微观状态数的对数成正比。换句话说，熵代表了系统的无序程度。微观状态数量越多，无序度越高，熵也越大。

S=klnW这个公式是怎么得到的？

最初，热力学第二定律提出时引入了熵这一物理量。从微分关系式可以确定熵的值相差一个任意常数，但这个常数不能从热力学第一、第二定律得到。为了确定熵的绝对值，应该使用热力学第三定律。

热力学第三定律与第一、第二定律的区别是在研究热机工作原理时发现的。这个定律是能斯特在研究各种物质在极低温度下的化学反应性质时发现的，所以也叫能斯特定律。

其内容是:在等温过程中，当温度接近绝对零度时，冷凝物的熵趋于零。也可以表述为绝对零度不能达到的原理，即不可能用有限的步骤将一个物体冷却到绝对零度。数学表达式就是下图中的极限表达式。

根据热力学第三定律，熵的公式可以写成如下公式。

由于熵常数S0是一个绝对常数，与态无关，1911年，普朗克将能斯特定律更进一步，选择熵常数为零。熵的公式变成了下图的公式。

这样熵的值是完全确定的，没有任何常数，所以也叫绝对熵。熵函数的定值需要热容的数据，所以不一定要用物态方程，积分时保持x不变。在绝对零度，任何物体的熵都变为零(当温度趋于零时，其他一些条件，如体积等。)是量子统计的结论。

如果系统有一系列能级E0，E1，E2……，En，在绝对零度，系统一定处于最低能量的量子态——基态，这时只有一个微观态。

根据量子统计，玻尔兹曼得到了这样的关系:S=KlnW，其中w是微观态的数目，那么S=Kln1=0。W=1意味着基态是非简并的。很多体系如晶格结构、量子气体等都满足这个条件，但并不要求W=1。即使W > > 1，仍然满足量子统计中的热力学极限。

结束语

通过以上分析，我们可以得出结论:熵是物理学家定义的一个物理量，这个物理量与系统中微观状态的对数成正比，或者说与某个系统状态出现的概率成正比。不知道你看完这篇文章对熵的物理意义有没有一定的了解？

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