这是“热力学第三定律”的一种表述方式。
[3]即对于可逆过程,S=∫ dQ⁄T
[4] 1 cal./℃ = 4.2 J/K。需要注意,健身和营养学中常出现的“卡”或“大卡” 实际是指1000 卡路里,即4.2kJ。
[5]历史上,对“生命以‘负熵’为生”的批评,其中一点就在于薛定谔没有使用“自由能”的概念;而在学术上,“自由能”确实是更为准确的概念。“自由能”中不仅包含了熵,也包含了能量。在物理和化学变化中,能量和熵都在转变。一味追求“负熵”并不见得对生物有利。过分有序的结构甚至可能会阻碍生物的正常功能。在有些生化过程中,牺牲一点熵增来换取能量上的效果也是必要的。举个极端的例子:原子排列十分整齐的晶体是典型的“低熵”态,但生命并不能变成晶体。“自由能”中“自由”的含义可以理解为一个体系能够“自由支配”,实际拿出来“做事”的能量。我们知道,热力学第一定律表明能量守恒。一个物体对另一个物体(或环境)做功,只不过是能量发生了转移。但是,转移的能量中只有一部分做了实事。另外的能量,一部分变成热被耗散掉了,增加了环境的熵,另一部分可能用于物体本身的体积变化。扣除这些耗散掉的能量(给系统增加的熵),物体能够实际拿出来对外做功的能量,就是“自由能”——即物体能够“自由”支配的能量。
赛先生
如果你拥有一颗好奇心
如果你渴求知识
如果你相信世界是可以理解的