内各原子间的间距。因而它未对键力作功,而是减少分子线段可以采用位形数(即:使熵降低),在此情况下恢复力表现为对抗熵的下降,实质上是一种熵力。 熵力要比键力微弱得多。这样一来,弹性形变变得轻而易举,而且可以达到甚大的伸长量。
3.6致冷技术
制冷技术的关键在于从被冷却的物体之中抽取热量,相当于抽取熵。随着物体之中的熵的减少,物体的温度下降,气体可能凝结成为液体,液体凝固为固体。
通过这个原理,科学家们发明了很多种类的致冷机,如蒸发致冷机,稀释致冷机。凝固通常是熵减小的过程,一般不能用于致冷。而玻梅郎丘克却发现在 3He在加压凝固过程中,由于核自旋无序化的效应,可以导致熵的增大,从而提出了新的致冷原理。使用此法可达到mK量级的极低温。而4He的蒸发致冷是采用绝热退磁致冷的技术。在顺磁盐的一般情况下,磁矩的排列是混乱的。外加磁场将导致磁矩的排列有序化,达到低熵态。若在绝热条件下退掉磁场,磁矩的排列随机趋于混乱,所对应熵的增加必须由环境吸取热量,导致温度的下降。
3.7广义熵在现代农业研究中的应用
近十年来,在农业研究领域内定义的广义熵有农业系统熵、土壤系统熵、作物生态系统熵等;按照类统计物理学方法定义的广义熵有土壤信息熵、生态系统信息熵、土壤温度熵等。例如:
农业系统熵可定义为
S??dHG通过各种折算,农业系统的广义熵可通过下式来定量计算
?S?投入相当标准煤的能量?产出能量(Jkg)投入能量相当的标准煤质量若?S<0,说明系统为高产低耗系统,负值愈大,说明效率愈高。显然,这个用农业系统熵来评价农业系统优劣的方法是一种较为客观和理想的方法。
3.8熵在量子通讯及信息处理中的应用
Phoenix等人将熵的理论应用于量子光学领域,光场与原子相互作用系统中有关量子场熵演化规律的研究引起人们的重视,并取得重大成果。
例如量子纠缠现象是量子物理区别于经典物理最不可思议的特征,它不仅为检验定域理论违背量子力学提供了有力的工具,而且可用于量子信息处理。[7]利用量子约化熵理论研究激光场与囚禁在谐振势中的离子单量子共振相互作用系统中的量子场熵的演化特征,通过对数值的研究,可以讨论离子质心在驻波激光场中的位置以及囚禁离子初始状态对量子场熵演化特征的影响。
利用熵研究出的这些特性,对于纠缠态的制备以及利用囚禁离子进行量子通讯等信息处理过程有很大的参考价值。
4结论
自从引入熵的概念以来,随着科技的不断发展,熵原理被广泛地运用于黑洞学说、信息论、自然科学、生命科学、人类社会和生态环境等各个领域,熵的应用对人类发展的各个方面有着不可忽视的重要作用。
参考文献:
[1] 秦允豪.普通物理学教程.热学.第二版.北京:高等教育出版社,2004.6 [2]Koga JI,Meada KI 1995 Phys. Rev.D 52 7006 [3]Snyder H S 1947 Phys. Rev.71 38
[4]刘桂雄,阎华,魏东源. 熵概念的发展及在精度理论中的应用. 1998,25(12) [5] [6]冯端,冯少彤.溯源探幽:熵的世界.北京:科学出版社,2005 [7]Hawking SW 1975 Commun. Math. Phys. 36 6377