熵與能源環境

許力強　（河北師范大學附屬民族學院　050091）

熵與能源環境

許力強（河北師范大學附屬民族學院050091）

摘要：熵是物理學中的一個極其重要的基本概念。本文引入了熵的統計意義，用統計熵的觀點研究了熵與能源，熵與環境的關系，使人們對熵的概念有了更深刻、具體的認識，并指出人類不能無限制的濫用、破壞跟生命息息相關的資源和自然環境。

關鍵詞：熵統計熵資源熵環境熵

DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.01.002

一、統計熵的引出

定域系統和滿足經典極限條件的玻色/費米系統遵從玻爾茲曼分布。引入配分函數

由（2）（3）二式比較可得S=klnΩ

此即是玻爾茲曼關系式。此關系式給出熵函數明確的統計意義。此式表明某個宏觀狀態對應的微觀態數愈多，它的混亂度就愈大，熵也愈大。熵是體系微觀狀態變化"無規性"的宏觀量度。熵增原理的微觀實質是：孤立系統內部發生的過程總是從熱力學幾率小的宏觀狀態向熱力學幾率大的宏觀狀態。

二、熵與能源

能量在轉化過程中，雖然在量的方面保持不變，但在質的方面卻并非保持不變，而是處于退化之中。

根據卡諾熱機效率公式，在可能利用的溫度分別為T1、T2的熱庫間工作的熱機，其所能作的最大功為：

與原來的熱量Q1相比，有一部分Eσ無法做功，被浪費了，

這說明實際（不可逆）過程總使得一定量的能源從能做功的形式變為不能做功的形式，這種現象叫做能量的退化，即為退化的能量值。下面通過一個實例來說明熵與退化能量Eσ之間的關系。

設有兩個熱源A、B,溫度分別為T1和T2，且T1>T2。又……