ENTROPY AND ENERGY
熵能源与环境保护
熵、能源与环境保护摘要：本文将深刻通过介绍“熵”的概念，联系实际生活，使人们了解熵、理解熵，让我们的生活、工作更加的科学。
再具体的分析熵、能源与环境保护三者之间的关系，结合大量的事实和详细的数据，增强我们的责任感和紧迫感，以其强化人们节约能源、保护环境的意识。
关键词： 熵 ， 能源 ， 环境保护“熵”这个源于热机的物理学概念，已经无孔不入的渗透到人类生活的各个层面，而近代社会中能源问题作为人类经济和社会发展的拦路虎，其重要性与迫切性已越来越重要的突显出来，同时也受到人类社会的高度重视，节约能源与保护环境已成为出现频率极高的两个词语，而其中仍蕴涵着“熵”的问题。
一 、 熵 —— 一种新的世界观“熵”念 shang ，是由英文entropy 翻译过来的，当初克劳修斯提出“熵”的时候，中文字典里还没有这个词，于是译者只好独出心裁的创造了这个字。
因为“熵”是热量除以温度的商值，故而取“商”字为字根，又因为“熵”这个概念是在研究热机的过程中提出来的，故以“火”字为字旁，所以“熵”本身就有着形象而丰富的信息内涵。
“熵”无处不有，一桶水，一块铁，任何宏观物质都有熵，熵也可以在过程中和产生和传递。
摩托车在大街上急驰而过喷出股股的青烟，它污染了环境，也产生了熵；美英联军大规模对伊拉克的空中打击，摧毁了大量建筑和各种设施，死伤众生，战争这个怪物使熵得到急剧的增加。
全世界人民对科学技术的进步无不发出几声惊叹，殊不知，战火升腾起来的巨量的熵，都将给每个人分发一份灾难。
自古以来，总有人眷恋着人生，希望能找到一种长生不老或返老还童的“仙丹”，但“熵”的规律总逼着我们由童年走向青年，壮年，走向衰老，走向死亡，这是一切生物都无法抗拒的安排，我们只能延缓这个过程，推行劳逸结合，修心养性，来抑制“熵”的催促，延缓衰老的过程。
综上所述，好像总有一只无形的大手在控制着我们周围的一切，那是什么呢？物理学的发展告诉我们那就是“熵增加原理”。
熵
熵的由来物理学中，熵有两个定义——热力学定义和统计力学定义。
熵最初是从热力学角度定义的。
19世纪50年代，克劳修斯（...R J E C lausius）编造了一个新名词：entropy，它来自希腊词“trope”，意为“转变，变换”。
为了与能量（energy）相对应，克劳修斯在“trope”上加了一个前缀“en”。
在克劳修斯看来，“energy”和“entropy”这两个概念有某种相似性。
前者从正面量度运动转化的能力；后者从反面量度运动不能转化的能力，即运动丧失转化能力的程度，表述能量的可转换能力（活力）丧失的程度，或能量僵化（蜕化）的程度（尽管能量总体是守恒的）。
例如，你用20元人民币购得一袋大米，你的价值总量（能量）不变，但一袋大米在市场上的再交换能力（活力）低于20元人民币。
这种消费使其熵（经济）增大。
按当初的设计，活力越丧失，能量越僵化，熵越大。
热力学第一定律描述了自然界中各种形式的能量转换过程中量的守恒，并未指出不同形式能量的本质的差异。
而热力学第二定律告诉我们，能量之间的品质是有差别的：有序运动的能量可以通过做功完全转变成无序运动的能量；而无序运动的能量不能完全转变成有序运动的能量（效率为100%的热机是不能实现的）。
或者说，有序运动的能量转化为其他形式的能量的能力强，能被充分利用来做功，品质较高；而无序运动的能量转化能力弱，做功能力差，品质较低。
根据热力学第二定律，高品质的能量转换为低品质的能量的过程是不可逆的。
高品质的能量转换为低品质的能量后，就有一部分不能再做功了。
我们把这样的过程称为能量的退化，通过物理学知识可以证明：退化的能量与系统的熵增成正比。
于是，我们可以说：熵是能量不可用程度的度量。
“熵”的中文译名是我国物理学家胡刚复教授确定的。
他于1923年5月为德国物理学家普朗克作《热力学第二定律及熵之观念》讲学时做翻译，把“entropy”译为“熵”。
它是热量变化与温度之比（商），又与热学有关，就加了个“火”字旁，定名为熵。
共生矩阵描述子中熵值(entropy)、能量(energy)的计算方式以及物理含义
共生矩阵描述子中熵值(entropy)、能量(energy)的计算方式以及物理含义1. 引言1.1 概述共生矩阵描述子是一种用于分析图像、信号和模式的数学工具，它提供了对图像或区域中像素间关系的详细描述。
在计算机视觉、模式识别以及医学图像处理等领域中，共生矩阵描述子已被广泛应用。
1.2 文章结构本文将首先介绍共生矩阵描述子的基本原理和计算方法，包括熵值和能量的计算方式，并探讨它们所代表的物理含义。
随后，我们将通过实例分析来验证这些计算方法在实际场景中的应用效果。
最后，我们将对本文进行总结，并展望共生矩阵描述子技术未来的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探究共生矩阵描述子中熵值和能量的计算方式以及其物理含义。
通过对这些关键概念和计算方法的详细讨论，读者能够更全面地了解共生矩阵描述子，并在实际应用中准确有效地使用它们。
请注意，在文章正文部分需要逐步展开每个小节并提供更具体的内容。
以上内容仅为“1. 引言”部分的概述，供您参考。
2. 共生矩阵描述子2.1 熵值的计算方式:熵值是共生矩阵描述子中一个重要的计算指标，用于衡量图像区域内不同像素灰度级之间的纹理复杂度。
在计算熵值时，首先需要构建共生矩阵。
共生矩阵是一个正方形矩阵，其大小由所选择的灰度级别数目确定。
假设共生矩阵的尺寸为N*N，其中每个元素S(i,j)表示图像区域内距离为d、方向为θ的像素对(i,j)出现的次数。
在计算过程中，需要选择合适的距离d和方向θ。
常见的距离选取包括水平方向（0°）、垂直方向（90°）、45°角（45°）以及135°角（135°）。
根据实际应用需求和图像特性，可以选择不同的距离和方向。
根据构建好的共生矩阵，可以通过以下公式计算熵值：Entropy = -Σi Σj P(i, j) * log(P(i, j))其中P(i, j)表示共生矩阵中第(i, j)个元素占所有元素总数的比例。
灰度共生矩阵14个特征计算公式
灰度共生矩阵（GLCM）是一种用于描述图像纹理特征的统计工具。
它以灰度级别为基础，通过分析图像中像素灰度级别的空间分布来提取纹理信息。
灰度共生矩阵的特征可以用于图像分析、图像识别、目标检测等领域。
本文将介绍灰度共生矩阵的14个特征计算公式，分别是能量（Energy）、对比度（Contrast）、相关性（Correlation）、均值（Mean）、方差（Variance）、熵（Entropy）、兴趣（Homogeneity）、逆差矩（Inverse Difference Moment）、自相关（Autocorrelation）、获得平均值、获得方差、获得相关性、概率识别度、聚集度。
能量（Energy）是灰度共生矩阵的一个特征，用于描述图像的纹理复杂程度。
计算公式如下：Energy其中，N是灰度级别的数量，p(i,j)是灰度共生矩阵的元素。
对比度（Contrast）用于描述图像中不同像素间的灰度级别对比度。
计算公式如下：Contrast相关性（Correlation）用于描述图像中不同像素间的线性相关性。
计算公式如下：Correlation其中，μi和μj是灰度级别的均值，σi和σj是灰度级别的标准差。
均值（Mean）用于描述图像中像素灰度级别的平均值。
计算公式如下：Mean方差（Variance）用于描述图像中像素灰度级别的偏离程度。
计算公式如下：Variance熵（Entropy）用于描述图像中像素灰度级别的不确定性。
计算公式如下：Entropy兴趣（Homogeneity）用于描述图像中像素灰度级别的分布均匀性。
计算公式如下：Homogeneity逆差矩（Inverse Difference Moment）用于描述图像中像素灰度级别变化的平滑程度。
计算公式如下：Inverse Difference Moment自相关（Autocorrelation）用于描述图像中不同像素间的自相似特性。
计算公式如下：Autocorrelation获得平均值、获得方差、获得相关性、概率识别度和聚集度的计算公式跟上述特征的公式相似，只是在计算时所使用的元素和权重不同，具体的计算过程可以参考相关的文献和资料。
熵的物理意义及其延伸
et oy , n rP
这个词, 创造了 嫡 字 , 发音同 商
2 .摘 的物理 意义
来说是第一法则 那么 , 嫡是什么? 嫡 的物理意义
是什么? 本文就嫡 的物理意义及拓展作一简介
1.摘的诞生
克劳修斯 当初把可逆过程 中被传递的热量与绝
对温度之 比定义为宏观嫡 , 即热温商 在热力学中, S=
n _,*
温度差意味着能量相对集 中, 这才有可 能得到有用 功;温度均衡 了, 能量的总值虽 然没有变 , 但是单一
中,并把嫡解释为生物亲序, 是行为携灵现象.
嫡 , 这个回荡在科学殿 堂里 的 幽灵 , 2 世 纪 0
热源做不出有用功来 , 意味着 能量的分散和贬值
随着嫡 的增加 , 系统 的能量有更多的部 分不能再利
次把嫡 引人到信息论 , 提出了 信息嫡 的概念 , 解决
因为这两个术语所标示的量, 在物理学上都有重要
的意义 , 而且关 系密切 所 以在克 劳修斯看
来 , 在热力学第二定律中引进的 嫡 这个概念与热 力学第一定律 中引进 的 能 这一概念有某种相 似
性 故可以直观地认为, 嫡是系统的宏 观态无序性 的量度, 决定 了宏观过程的方 向性 即:嫡大, 意味 着 混乱 和 分散 (无序);嫡小 , 意味着 整齐 和
了对信息的量度问题 1981 年, 美 国当代著名社会 学家杰 里夫金( .R f i 和特 二霍华德 (T .H ow J i k n )
r) a d 出版了( 嫡:一种新 的世界观 ( 嫡也被曹 国正 引人其经济学著作 博弈圣经) 新加坡希望 出版社) ( )
集中 (有序)
以热量从高温传到低温为例, 存在
( oi J.P near6)的科学方法论和丹皮尔 (W .D am pi er)
建筑环境和设备工程专业英语翻译
A thermodynamic system is a region in space or a quantity of matter bounded by a closed surface. The surroundings include everything external to the system, and the system is separated from the surroundings by the system boundaries. These boundaries can be movable or fixed, real or imaginary.一个热力学系统是一个在空间或有事项的数量由一个封闭的表面范围内的区域。
周围环境包括一切外部系统，系统是从周围环境隔开的系统边界。
这些边界可以是动产或固定的，真实的或想象。
The concepts that operate in any thermodynamic system are entropy and energy. Entropy measures the molecular disorder of a system. The more mixed a system, the greater its entropy; conversely, an orderly or unmixed configuration is one of low entropy. Energy has the capacity for producing an effect and can be categorized into either stored or transient forms as described in the following sections.熵和能量的概念，在任何热力学系统操作。
熵措施分子系统紊乱。
更为复杂的系统，其熵值越大，反之，有序或纯配置是低熵之一。
(完整版)建筑环境与设备工程专业英语翻译
A thermodynamic system is a region in space or a quantity of matter bounded by a closed surface. The surroundings include everything external to the system, and the system is separated from the surroundings by the system boundaries. These boundaries can be movable or fixed, real or imaginary.一个热力学系统是一个在空间或有事项的数量由一个封闭的表面范围内的区域。
周围环境包括一切外部系统，系统是从周围环境隔开的系统边界。
这些边界可以是动产或固定的，真实的或想象。
The concepts that operate in any thermodynamic system are entropy and energy. Entropy measures the molecular disorder of a system. The more mixed a system, the greater its entropy; conversely, an orderly or unmixed configuration is one of low entropy. Energy has the capacity for producing an effect and can be categorized into either stored or transient forms as described in the following sections.熵和能量的概念，在任何热力学系统操作。
熵措施分子系统紊乱。
更为复杂的系统，其熵值越大，反之，有序或纯配置是低熵之一。
Entropy&Energy
Main idea:The author gives us a rough idea of what entropy is by telling us how things are getting bad in her life.
Text Analysis—Part II
The egg example (para.4)
Entropy
Entropy and energy
The Author: K. C. Cole
K. C. Cole is an American science writer who is able to make complex scientific concepts both clear and interesting to common readers. She used to be a journalist who specialized in Eastern European affairs. She also writes about educational and women’s issues. Her articles were featured in The Best American Science Writing 2004 and 2005 and The Best American Science and Nature Writing 2002. In 1995 Cole received the American Institute of Physics award for best science writer.
Features of entropy: It takes hard work to combat entropy.
Part III (Paras.8-12)
灰度共生矩阵14个特征计算公式
灰度共生矩阵14个特征计算公式灰度共生矩阵（GLCM）是用于描述图像纹理特征的一种工具。
计算灰度共生矩阵的过程中，可以从中提取各种纹理特征，其中包括14个常用的特征，具体计算公式如下：1.能量（Energy）：energy = Σ(GLCM(i, j)^2)2.对比度（Contrast）：contrast = Σ(|i - j|^2 * GLCM(i, j))3.相关性（Correlation）：correlation = [Σ(ij * GLCM(i, j)) - μx *μy] / (σx * σy)其中，μx 和μy 分别表示 GLCM 的行和列的均值，σx 和σy 表示标准差。
4.熵（Entropy）： entropy = -Σ(GLCM(i, j) * log2(GLCM(i, j) + ε))ε是一个很小的常数，用于避免log2(0)的情况。
5.反差（Dissimilarity）：dissimilarity = Σ(|i - j| * GLCM(i, j))6.自相关（Autocorrelation）：autocorrelation = Σ(i * j *GLCM(i, j))7.逆差异矩阵（Inverse Difference Moment）：idm = Σ(GLCM(i,j) / (1 + |i - j|))8.对比度矩阵（Contrast-moment）：contrast_moment = Σ(((i+ j) - μ)^2 * GLCM(i, j))其中，μ表示 GLCM 的元素均值。
9.最大可能性（Maximum Probability）：max_probability =max(GLCM(i, j))10.簇阈值（Cluster Shade）：cluster_shade = Σ(((i + j) - μ)^3 *GLCM(i, j))11.簇倾斜度（Cluster Prominence）：cluster_prominence =Σ(((i + j) - μ)^4 * GLCM(i, j))12.均值（Mean）：mean = μ13.方差（Variance）：variance = Σ((i - μ)^2 * GLCM(i, j))14.惯性（Inertia）： iner tia = Σ((i - j)^2 * GLCM(i, j))在以上公式中，i和j表示灰度级别的索引，GLCM(i, j)表示灰度共生矩阵中相应位置的值。
化学反应中的熵变和自由能变化的计算
化学反应中的熵变和自由能变化的计算在化学反应中，熵变和自由能变化是两个重要的热力学概念。
它们可以用来描述反应系统中的混乱程度以及反应进行的方向和程度。
本文将介绍熵变和自由能变化的概念，并讨论它们的计算方法和意义。
一、熵变的概念及计算方法熵（entropy）是描述系统混乱程度的物理量，表示能量在转移过程中的分散程度。
在化学反应中，熵变（ΔS）是指反应前后系统熵的变化量。
熵变的正负表示系统的混乱程度增加还是减少，正值表示混乱程度增加，负值表示混乱程度减少。
计算熵变的方法有两种常见的途径：一是利用热力学函数的性质，二是应用带有熵变的热化学方程。
1. 利用热力学函数的性质计算熵变在恒温恒压条件下，熵变可以通过熵的定义公式求得：ΔS = S(产物) - S(反应物)其中，S(产物)表示产物的摩尔熵，S(反应物)表示反应物的摩尔熵。
摩尔熵可以通过查阅相关热力学数据手册来获取。
2. 应用带有熵变的热化学方程计算熵变在化学反应中，可以利用带有熵变的热化学方程来计算熵变。
例如，考虑气态氨与氧气发生反应生成氮气和水蒸气的反应：4 NH3(g) +5 O2(g) → 4 NO(g) +6 H2O(g)该反应的熵变可以通过两个方面的贡献来计算，即气体形成和化学键的破坏。
首先，考虑气体形成，可根据混合气体熵的性质计算出相应的熵变。
对于气体来说，熵变计算公式如下：ΔS气体= ΣnRln(Pf/Pr)其中，ΔS气体表示气体形成的熵变，n表示气体的摩尔数，R为气体常数，Pf和Pr分别为混合气体的产物和反应物的分压。
其次，考虑化学键的破坏。
每个键的破坏都会导致熵的增加，所以可以根据键断裂的数目计算熵变。
对于上述反应，可以通过热力学数据来获取键断裂的熵变。
二、自由能变化的概念及计算方法自由能（free energy）是描述反应是否会自发进行的物理量，表示反应能否在常温下自发进行。
在化学反应中，自由能变化（ΔG）是指反应前后系统自由能的变化量。
entropic energy 熵能
熵能（entropic energy）是指在系统中由于熵增加而产生的能量。
熵是热力学中一个重要的概念，表示系统乱度的度量，也可以理解为系统的混乱程度。
当系统的熵增加时，系统的无序程度增加，能量也在系统中得到释放，这种释放的能量就是熵能。
熵能与能量转化和熵增加密切相关，在自然界的许多现象和过程中都可以找到熵能的存在。
1. 熵的概念在热力学中，熵是一个描述系统无序程度的物理量。
熵最初是由克劳修斯在19世纪提出来的，他认为熵是一种热量的度量。
后来，熵被广泛地应用到其他领域，如信息论和统计力学中。
在统计力学中，熵被定义为系统的微观状态的对数的期望值，它是一个表示系统混乱程度的物理量。
熵增加意味着系统的无序程度增加，系统变得更加混乱。
2. 熵能的产生在自然界的许多过程中，熵能得以产生。
比如在燃烧过程中，化学能被释放，并伴随着系统的熵增加。
这是因为燃烧过程中原子和分子的无序程度增加，系统的熵增加，同时伴随着热量的释放，这部分释放的能量就是熵能。
又比如在生物体的新陈代谢过程中，有机物被氧化分解，伴随着熵的增加，产生熵能。
在这些过程中，熵能是在熵增加的同时由系统释放出来的。
3. 熵能的应用熵能在一些工程和科学领域得到了应用。
比如在能源利用方面，熵能可以被用来提高能源的利用效率。
以工业废热回收为例，工业过程中产生的废热可以被用来产生电能，这部分废热的能量就是熵能。
通过回收废热产生电能，可以提高能源的利用率，减少对自然资源的消耗。
又比如在能源转换方面，熵能可以被用来改善热机的效率。
通过设计新的热机，将低温热量利用起来，可以提高热机的效率，减少能源的浪费。
在这些应用中，熵能被用来提高能源的利用效率，减少对自然资源的消耗，具有重要的意义。
4. 熵能的挑战尽管熵能在一些领域得到了应用，但是在实际应用中还存在一些挑战。
比如在能源利用方面，废热的回收利用技术还不够成熟，存在着技术和经济上的难题。
在能源转换方面，利用低温热量的热机技术还需要进一步的研发。
化学反应的熵变与自由能变化
化学反应的熵变与自由能变化熵（entropy）是热力学中表示系统混乱程度的物理量，而自由能（free energy）则是描述了该系统能否发生化学反应以及反应的方向性的指标。
本文将讨论化学反应中的熵变和自由能变化，探讨它们在化学动力学中的重要性。
一、熵变（ΔS）熵变是指在化学反应中，系统熵发生的变化。
熵变可以通过计算产物与反应物的摩尔熵差来得到，其数学表达式为：ΔS = ΣνiS(产物) - ΣνiS(反应物)其中，ΔS表示熵变，νi表示反应物或产物的摩尔数，S表示物质的摩尔熵。
在这个表达式中，摩尔熵可以通过热力学数据手册或计算方法得到。
熵变的正负与反应过程中物质的排列方式有关。
当反应物分子的排列方式比产物分子更有序时，系统的熵减，熵变为负值。
反之，当反应过程产生的产物分子比反应物分子更有序时，系统的熵增，熵变为正值。
二、自由能（G）及其变化（ΔG）自由能是用来评价化学体系能否进行化学反应的指标。
自由能由焓（H）和熵（S）共同决定，其数学表达式为：G = H - TS其中，G表示自由能，H表示焓，S表示熵，T表示绝对温度。
通过对这个表达式的理解，可以知道自由能变化为负时，反应是可发生的，反之则反应不可发生。
因此，自由能变化（ΔG）可以通过以下公式计算：ΔG = ΣνiG(产物) - ΣνiG(反应物)当ΔG为负值时，化学反应是自发进行的，称为放热反应（exergonic reaction）。
当ΔG为正值时，化学反应不自发进行，称为吸热反应（endergonic reaction）。
当ΔG等于零时，反应达到平衡，系统处于最稳定状态。
三、化学反应的方向与ΔG的关系化学反应的方向性与ΔG有着密切的关系。
根据ΔG的值可以判断反应的进行方向为正向或逆向。
当ΔG为负时，反应是放热反应，系统的自由能降低，反应会自发进行正向方向。
当ΔG为正时，反应是吸热反应，系统的自由能升高，反应会自发进行逆向方向。
当ΔG等于零时，反应达到平衡状态，系统的自由能不再发生变化。
灰度共生矩阵14个特征
灰度共生矩阵14个特征
灰度共生矩阵是一种基于灰度值的图像特征描述方法，在图像处理、目标识别和分类等领域有着广泛的应用。
灰度共生矩阵可以获取图像中像素间的空间关系和灰度值间的相互关系，可以生成14个不同的特征，用于描述图像的纹理信息。
下面将分别介绍这14个特征。
1.能量（Energy）
能量是指灰度共生矩阵中所有元素平方和的平方根，它描述的是图像中纹理信息的整体强度和均匀程度。
2.对比度（Contrast）
对比度是指各个灰度级之间出现的次数和相对强度的加权平均差值，即所有元素平方的加权和。
对比度描述了灰度级之间的突变或分散程度。
3.相关性（Correlation）
4.同质性（Homogeneity）
同质性是指灰度共生矩阵中每个元素与它相邻元素之间的相似度大小，它描述了像素之间的相似性和连通性。
5.熵（Entropy）
6.灰度平均值（Mean）
7.方差（Variance）
9.相关度（Cluster Shade）
10.互信息（Cluster Prominence）
11.对角线平均值（Diagonal Mean）
对角线相关性是指灰度共生矩阵中对角线元素之间的相关性，它描述了图像中对角线区域的纹理信息的方向性和规则性。
14.梯度（Gradient）
梯度是指图像中每个像素和周围像素之间的灰度差，它描述了图像中的轮廓信息。
真空膨胀过程的功,热,内能,焓,熵,自由能的表达式
在真空膨胀过程中，考虑理想气体的情况下，可以得到以下表达式：
1. 功（Work）：
在真空膨胀过程中，由于系统对外做功，无外界对系统做功，因此外界对系统的功为负值。
功的表达式为：
\[W = -P_{\text{外}} \cdot \Delta V\]
其中，\(P_{\text{外}}\)为外界对系统施加的压强，\(\Delta V\)为系统体积的变化量。
2. 热（Heat）：
真空膨胀过程中没有与外界发生热交换，因此热的表达式为：
\[Q = 0\]
3. 内能（Internal Energy）：
内能的变化量可以通过热和功的关系求得：
\(\Delta U = Q + W = -P_{\text{外}} \cdot \Delta V\)
4. 焓（Enthalpy）：
在真空膨胀过程中，系统没有与外界发生热交换，因此焓的表达式为：\(H = U + PV = U\)
因为压强和体积都为零。
5. 熵（Entropy）：
在真空膨胀过程中，由于没有与外界发生热交换，系统的熵保持不变，即：
\(\Delta S = 0\)
6. 自由能（Free Energy）：
自由能的变化量可以通过熵和内能的关系求得：
\(\Delta F = \Delta U - T \cdot \Delta S = -P_{\text{外}} \cdot \Delta V\)
需要注意的是，以上的表达式仅适用于理想气体在真空中的膨胀过程。
对于其他系统或者考虑更多复杂的情况，表达式可能会有所不同。
熵和表面能
熵和表面能熵（Entropy）和表面能（Surface Energy）是物理学中重要的概念，它们在热力学和材料科学研究中具有重要的意义。
本文将从熵和表面能的定义、特性和应用等方面进行阐述。
一、熵的概念和特性熵是热力学中用来描述系统混乱程度的物理量。
熵的增加意味着系统的无序程度增加，熵的减少则意味着系统的有序程度增加。
熵的定义可以通过统计力学的观点解释，即熵是系统微观状态的一种度量。
在宏观上，熵可以用来描述系统的热平衡和热流动等现象。
熵的特性包括：1. 熵是一个正值，即熵始终大于等于零；2. 熵的增加是一个不可逆过程，即系统的熵增加是自发进行的，而系统的熵减少需要外界施加能量；3. 熵的改变与过程的路径无关，只与初末态有关；4. 熵的改变与物质的状态有关，固体的熵最小，气体的熵最大。
二、表面能的概念和特性表面能是表征物体表面状况的一种物理量。
表面能与表面张力有关，表面张力是液体表面上的一个力。
表面能可以解释液体在不同界面上的现象，如液滴的形成和液体的浸润等。
表面能的特性包括：1. 表面能是一个正值，即表面能始终大于等于零；2. 表面能越大，表面张力越大，液体的凝聚力越强，表面越不容易湿润；3. 不同物质的表面能不同，不同材料的表面性质也不同。
三、熵和表面能的应用1. 熵在热力学中的应用：熵是描述热力学过程中能量转化的重要参量。
通过熵的变化可以判断一个过程是可逆的还是不可逆的，从而对热力学循环的效率进行评估。
熵还在热力学分析中用于解释物质的相变、热传导和热辐射等现象。
2. 表面能在材料科学中的应用：表面能是材料科学中研究材料表面性质的重要参数。
通过测量不同材料的表面能，可以评估材料的润湿性、粘附性和耐腐蚀性等性能。
表面能还可以用于研究液体的浸润性和液滴的形成等现象，对于涂层材料的设计和表面处理技术的改进具有重要意义。
总结：熵和表面能是热力学和材料科学中重要的物理概念。
熵是描述系统混乱程度的物理量，而表面能是描述物体表面性质的物理量。
热力学能名词解释
热力学是研究能量转化和能量传递的科学领域。
在热力学中，有许多与能量相关的术语和概念。
以下是一些常见的热力学能名词解释：
1. 热能（Thermal Energy）：物体由于其分子和原子的运动而具有的能量，与温度有关。
2. 内能（Internal Energy）：物体分子和原子在其微观层面上的总能量，包括其热能和其他形式的能量。
3. 动能（Kinetic Energy）：物体由于运动而具有的能量，可以表达为物体的质量和速度的函数。
4. 势能（Potential Energy）：物体由于其位置或状态而具有的能量，可以表达为物体的质量、重力加速度和高度的函数。
5. 焓（Enthalpy）：热力学系统的状态函数，表示系统的内能和对外界做的功的总和。
6. 熵（Entropy）：用于衡量系统的无序程度或混乱程度的物理量，也可以理解为系统能量的分散程度。
7. 自由能（Free Energy）：在热力学中有两个常见的自由能概念，即吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）和哈密顿自由能（Helmholtz Free Energy）。
它们是描述系统的可用能量或能量变化的重要指标。
8. 等温过程（Isothermal Process）：在过程发生期间，系统保持恒定的温度，即系统与外界保持热平衡。
9. 绝热过程（Adiabatic Process）：在过程发生期间，系统与外界没有热量交换，即系统的热量不变。
10. 等压过程（Isobaric Process）：在过程发生期间，系统保持恒定的压力，即系统与外界保持压力平衡。
这些术语和概念在热力学中非常重要，帮助我们理解能量转化和系统行为。
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Entropy, S
Entropies of ionic solids depend on coulombic attractions.
NH4NO3(s) + heat ---> NH4NO3(aq) --->
Copyright (c) 1999 by Harcourt Brace & Company All rights reserved
Entropy, S
One property common to productproduct-favored processes is that the final state is more DISORDERED or RANDOM than the original.
• Most product-favored reactions are productexothermic.
• Often referred to as spontaneous reactions. • Spontaneous does not imply anything about time for reaction to occur.
Copyright (c) 1999 by Harcourt Brace & Company All rights reserved
Directionality of Reactions
Probability suggests that a productproductfavored reaction will result in the dispersal of energy or of matter or both.
Matter Dispersal
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Directionality of Reactions
Probability suggests that a productproductfavored reaction will result in the dispersal of energy or of matter or both.
Energy Dispersal
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Directionality of Reactions
Probability suggests that a productproductfavored reaction will result in the dispersal of energy or of matter or both.
So (J/K•mol) MgO NaF 26.9 51.5
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Entropy, S
Entropy usually increases when a pure liquid or solid dissolves in a solvent.
KINETICS
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Spontaneity is related to an increase in randomness.
The thermodynamic property related to randomness is ENTROPY, S.
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Thermodynamics and Kinetics
Diamond is thermodynamically favored to convert to graphite, but not kinetically favored.
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Entropy Changes for Phase Changes
For a phase change,
∆S = q/T
where q = heat transferred in phase change For H2O (liq) ---> H2O(g) ---> ∆H = q = +40,700 J/mol
Matter Dispersal
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Directionality of Reactions
Probability suggests that a productproductfavored reaction will result in the dispersal of energy or of matter or both.
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ProductProduct-Favored Reactions
In general, productproductfavored reactions are exothermic. exothermic. Fe2O3(s) + 2 Al(s) ---> 2 Fe(s) + Al2O3(s) ---> ∆H = - 848 kJ
Reaction of K with water
The entropy of liquid water is greater than the entropy of solid water (ice) at 0° C. °
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Energy Dispersal
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Directionality of Reactions — Energy Dispersal
Exothermic reactions involve a release of stored chemical potential energy to the surroundings. The stored potential energy starts out in a few molecules but is finally dispersed over a great many molecules. The final state—with energy dispersed—is state— dispersed— more probable and makes a reaction productproduct-favored.
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Thermodynamics and Kinetics
Diamond is thermodynamically favored to convert to graphite, but not kinetically favored. Paper burns — a productproduct-favored reaction. Also kinetically favored once reaction is begun.
Entropy and Free Energy
How to predict if a reaction can occur, given enough time?
THERMODYNAMICS
How to predict if a reaction can occur at a reasonable rate?
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Entropy, S
Entropy of a substance increases with temperature.
Molecular motions of heptane, C7H16
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