热力学第二定律的应用.doc

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除热力学第二定律的应用1理解时间的流逝热力学第二定律是自然界所有单方向变化过程的共同规律, 而时间的变化就是一个单向的不可逆的过程, 因此可以这样假设:时间的运动方向,就是熵增加的方向。由此, 热力学第二定律就给出了一个时间箭头,通过进一步研究表明,能量守恒与时间的均匀性有关,即热力学第一定律告诉我们, 时间是均匀流逝的。这两条定律合在一起就是: 时间在向着特定的方向均匀地流逝着。2 在信息嫡中的应用人类在长期的电讯通信实践中, 不断在力图提高通信的有效性和可靠性。提高有效性就是尽可能用最窄的频带, 尽可能快和尽可能降低能耗, 即提高通信的经济性; 提高可靠性, 就是要力图消除或减少噪音, 以提高通信的质量。随着电子通信发展到一定阶段后, 人们在实践中发现, 在一定的条件下, 要同时实现上述这两个要求, 会遇到不可克服的困难: 要减少噪音的干扰, 信息传输速率就得降低; 反之, 提高了传输速率,就不能有效地避免噪扰, 在一定的具体的客观条件下, 想要同时提高电讯通信的效率和可靠性的企图总是失败的。于是有人想到,在限定的条件下同时提高通信的效率和可靠性的要求可能存在一种理论上的界限。1948 年,美国贝尔电讯实验所的工程师申农提出了了一个数学模型, 对于信息的产生和传输这些概念从量的方面给以定义, 提出了信道和信息量等概念, 利用嫡的形成导入了信道容量这一新的重要概念, 并且确定了信号频带宽度、超扰值和信道传输率三者之间的一般关系。从而, 我们可以用信息嫡来描述信道上传输信息的容量。这就是热力学第二定律在信息传输技术中的一些应用。3 形成宇宙的耗散结构理论著名比利时物理学家普利高津认为热力学第二定律是自然界的一条基本规律。他在不违背热力学第二定律的条件下, 找到了开放系统由无序状态变为新的有序状态的途径。他认为, 开放系统的熵可以定义为dS=dSi+dSe,其中 dSi 为熵产生,由系统内部不可逆过程产生;dSe 为熵流,由系统与外界交换能量或物质所引起。熵产生 dSi 永远不可能为负值,而熵流 dSe 则可正可负还可以是零。由于外界有时候有负熵流入, 系统的总熵可以保持不变乃至减小, 系统保持稳定或者达到有序形成“耗散结构”。由此, 普利高津得出我们的宇宙是一个无限发展的开放系统, 自然界不会变得越来越无序, 而会变得越来越丰富多彩, 会形成各种新的有序结构, 宇宙不可能处于“热寂”状态。从目前人类对天文观测的事实发现, 宇宙不是向着“热寂”发展, 从而证实了普利高津的热力学第二定律的应用正确性。【精品文档】第 2 页