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熵子与物体

已有 558 次阅读 2019-10-5 15:29 |个人分类:热学|系统分类:科研笔记

熵子与物体

Entropy particle & Material body

2019-10-04草稿

2019-10-05修稿

王安良

 

按:本博文是从量子力学和相对论两方面对热力学熵的“头脑风暴”(Brainstorming)之二。熵子是个新概念,英文名可为Entropy particle or Entropic particle,也可以像创造光子、声子一样,生造一个词Entropon。熵子是与熵场相对应,可认为是量子力学范畴下的描述热熵的概念。如果这算是一个创新的话,我宁愿称之为做 “旧”(“宁旧”=酿酒),算是“新瓶装老酒”。

1 毫无疑问,物质有热熵。熵子与绝对温度,构成一对儿物质的热能测量的量子力学化的不确定性的概念。其本质仍是热力学第二定律。

2 物质有熵,即使是单个原子构成的物体,也应有热熵。原子之内的事情(原子之内的熵与宏观热熵有本质的区别),另说。

3 熵在物质中稳定地客观地存在着,不以人的意志为转移。我们把某个具体物体(该物体的质量或体积可暂时固定或不固定)的热熵,称为熵子Entropy particle or Entropon)。熵子的概念与熵场相对应,属于对宏观物体热熵的量子力学化。

4 物体的热熵,在流体(气体,液体,气液两相,多相流体,超临界流体,等离子体)中,容易建立与温度的正交关系(或修正的正交关系)。而对于固体的热熵,则要复杂的多。固体中,热熵与温度有关,但绝非正交关系。即热熵在固体中,其强度参数不止是温度。

5 热熵不仅可表达物质的运动,还体现了物体的结构以及相对静止等特征。

6 熵子才是真正意义上的量子力学化的概念。人们永远也“测不准”熵子的量,但一直(过去、现在和未来)都确信:物体的熵子是存在的,而且是“确定的”,它随时间可增大、可减小,它不以采用的“量尺”而转移或消失,甚至是“永恒的”。所以,熵子才是真正意义上的量子化“粒子”之一。

7 如果说可以把熵场跟光场相对应,则熵子对应于光子。热熵量子(熵子和场)不仅符合现当代量子力学,也应符合广义相对论。

8 我们暂且不考虑原子之内(包括电子、质子和中子)的问题,即不考虑“核反应”(核裂变或衰变)以及更微观的结构。

9 人们形容永恒性,用“海枯石烂”。其实,大海会干枯,石头会“变质”,在现当代物理学话语下,这已经是个“常识”。

10 大海的干枯问题,暂且放下不表。“石头腐烂”是怎么回事?它的热熵是增加了还是减少了?石头的熵子,会增加、也会减小,还可能初终态不变,但必须符合热力学第二定律。

11 连石头都得符合热力学第二定律,人就更不必说了。天长日久只能是诗情画意。就如某人表白“我永远…你”,TA的“永远”至多也就到其衰老或死亡,其实TA“忘记”了这次表白,就一切都可能结束了。

12 但熵子和熵场则不必用“海枯石烂”来形容,它们有起点,就是热力学第二定律;它们也有终点,也是热力学第二定律。

13 简单来说,如果把传统的克劳修斯起初定义的熵,当作是“熵子”,这可能是克劳修斯的“初心”,则熵场反而成了一个新概念。所以我用了一个新词:新瓶装老酒。熵子就是宏观领域物体的热熵。很显然,微观和宏观的逻辑一致性,熵子也应是微观领域物体的热熵。

14 熵子和熵场的关系,既遵从热力学第二定律,也受热力学第一定律的约束。所要做的是,正确认识熵场、温度场、各种力场(包括压强分布)之间的关系。

15 再次强调:熵子不是声子,更不是声子或光子的变异,而是热熵的自然之“子”。




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2 郑永军 伍赛特

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