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熵是热力学中的一个重要概念,用来衡量系统的混乱程度。熵的数学表达式是S等于k乘以ln W,其中S代表熵,k是玻尔兹曼常数,W是系统的微观状态数。当系统处于有序状态时,微观状态数较少,熵值较低;当系统处于无序状态时,微观状态数增多,熵值较高。
熵增定律是热力学第二定律的重要表述。它指出,在孤立系统中,熵永远不会减少,只能保持不变或增加,数学表达式为ΔS大于等于0。这里需要区分三种系统:孤立系统与外界既无能量交换也无物质交换,封闭系统可以与外界交换能量但不交换物质,开放系统既可以交换能量也可以交换物质。熵增定律只适用于孤立系统。在可逆过程中ΔS等于0,在不可逆过程中ΔS大于0。