熵也是能量不可用程度的标志

在自然界发生的实际过程,总伴随能量在质方面的耗散,本来可以做功的那部份能量丧失其做功能力而转变成热(q_n、u),成为不可用能(W_L),它的多少与过程的总熵变△S 总(系统的熵变和环境熵变之和)存在关系dS_总=δ_q(n、(?)/T=δW_L/T式中 T 为系统温度、当系统与环境(温度为T_0)有热交换时,T=T_0。把熵与不可用能结合起来,它的意义直观清楚,有利教学。     

最大可能熵原理

定义了最大可能熵(PME)的新概念,并提出最大可能熵原理.仅对孤立的平衡系统而言PME才等于系统的熵(Sm=S),一般情况下PME总是大于系统的真实熵(Sm＞S).当一个非平衡开放系统的PME不管因为甚么原因增大时,它的信息和熵就能同时增加.例如,当一个系统的体积和能量增加时,其PME就增大,从而导致它的信息和熵可同时增加.最大可能熵原理建立在理论和近年提出的"熵界"上.由这个原理不但能推导出科学上已有结论,如黑洞无毛定理,还可用来解释宇宙中某些谜一样的问题,如整个宇宙的熵增大,同时地球上的生物却可以不断进化.     

白鹭MHCⅡDABⅠ基因第二外显子的多态性与进化

克隆测序白鹭(Egretta garzetta)5个种群138份个体组织样本的主要组织相容性复合体Ⅱ类B基因(MHCⅡDABⅠ)第二外显子(exon2)序列,分析探讨exon2的多态性、进化选择、系统关系和种群遗传结构.主要结果如下:白鹭MHCⅡDABⅠexon2序列长度为270bp,共计定义了139个等位基因;序列分析显示exon2有101个核苷酸变异位点(37.4%)和31个氨基酸变异位点(34.4%);基于贝叶斯法构建的系统树显示白鹭MHCⅡDABⅠexon2有5个高支持率的谱系;肽结合位点(PBR)、非肽结合位点(non-PBR)的非同义替换率(dN)和同义替换率(dS)比值计算显示,PBR的dN/dS为1.99(p0.05),而non-PBR的dN/dS则略小于1(p0.05),表明白鹭MHCⅡDABⅠexon2受到正选择作用;根据等位基因在群体中的分布频率作分子方差分析(AMOVA),得到群体间分化指数(FST)为0.194 1(p0.000 1),提示白鹭MHCⅡDABⅠexon2存在显著的种群遗传结构分化.     

地球-大气-海洋系统熵收支的估算

地球-大气-海洋系统的能量收支遵循热力学第一定律(能量守恒定律),是守恒的;而系统的熵收支却遵循热力学第二定律(熵增加原理),是不守恒的. 文中给出并讨论了地球-大气-海洋系统的熵平衡方程并根据新近的全球多年平均的能量收支和海-气界面通量气候资料,重新对地球、大气和海洋系统界面上的年平均熵收支作出估计,以期为进一步研究系统内部不可逆过程导致的熵产生及其局域熵的时-空变化提供一个定量依据.     

熵和生物的演化

生物的发生、发展和灭亡,总是与生物的熵变(dS)密切相关的。当dS>0时,生物解体;dS=0时,生物保持原有的稳定状态;dS<0时,则出现新的有序的耗散结构。生物的熵变所引起的涨落决定了生物演化表现为由于涨落回归而保持的长期稳定性及涨落导致的短时间内的成种作用。从生物熵的变化解释了地质记录上中间过渡类型的缺失、辐射,活化石和生物大量绝灭等现象。     

统计物理中熵的推导

统计物理学中熵的推导都是自然而然地建立在热力学第一定律的基础上,这种方法从逻辑上来说显然直接使用了能量守恒的理念。而直接从熵的定义式ds=dQ/T出发来推导熵的公式则没有看到有学者研究。本文从微观角度考虑热量的来源,运用统计手段找出dQ,从而导出微熵形式dS,进而积分得S。我们发现这样的做法也完全满足能量守恒而且与教材上的结论一致。     

基因进化的同义与非同义替代计算及统计检验的比较分析

基因氨基酸编码区的核苷酸具有不同替代速率.同义替代不引起氨基酸改变,它们基本是中性替代速率;非同义替代引起氨基酸变化,替代速率常常比同义替代速率低. 非同义(或同义)替代速率定义为单位时间(如1年)内或者一个世代内1个非同义(或同义)位点上发生替代的数目,用符号dN(或dS)来表示. 生物体内发生的非同义突变大多数属于有害突变,只有少数是中性突变或有利突变. 对有害的非同义突变来说,dN-dS＜1;而对于有利的非同义突变来说,dN-dS＞1. 仅仅通过比较dN和dS还不能确定是否就一定受到选择作用,还必须用统计学的方法来检验它们的真实性和可靠性. 计算dN和dS的方法有多种,常见的是4种:N-G模型、改进的N-G模型、Li-Wu-Luo模型和P-B-Li模型.4种方法从不同的角度计算编码区核苷酸的dN,dS值,它们各有特点,适合不同基因的计算.对dN,dS值进行统计检验的方法也有多种,常见的方法有5种:Z检验、Tajima‘s D 检验、Fu and Li检验、HKA检验和MK检验.这5种检验方法也各有特点,适合不同基因dN,dS值的检验.     

γ射线康普顿轮廓分析装置的建立和电子动量分布的初步测量

在γ射线非相干散射中,由于散射体原子中电子的运动,散线光子的能量将产生多普勒展宽.这种展宽的谱线轮廓,即康普顿轮廓(Compton Profile),包含了散射体原子中电子动量分布的信息.假设k_1和k_2分别为入射光子和散射光子的波矢,E_(y1)和E_(y2)分别为入射光子和散射光子的能量,p 为散射电子在碰撞前的动量,并且取散射矢量k=k_1-k_2的方向为z 轴方向,则根据能量守恒定律(假设电子碰撞前后所处的势能相同),可得     

低效率滚降、色稳定的多发光层结构白色有机磷光电致发光器件

采用磷光染料Ir(piq)_3、Ir(ppy)_3和Firpic作为发光染料,制备了低效率滚降、色稳定的多发光层结构白色有机磷光电致发光器件(WOLED).器件的最大电流效率为9.3 cd/A,最大发光亮度为13 380 cd/m~2.当发光亮度增至5 000 cd/m~2时,器件的电流效率为8.7 cd/A,效率仅滚降7.5%.低效率滚降主要源于激子分布区域较宽并且激子被有效限制在发光层.发光亮度从1 144 cd/m~2增加至9 135 cd/m~2,其发光色坐标从(0.366,0.411)变化至(0.365,0.404),变化量仅为(0.001,0.006),为色坐标稳定的白光发射.     

关于“环境熵变”的讨论

近年来,在普遍使用的几本《物理化学》教材中,已经明确了Clausius不等式是热力学第二定律的数学表达式,与过去以熵增加原理表述热力学第二定律相比,更具有普遍性意义。但是“总熵趋于极大”的说法仍然颇为流行,一般的处理方法是“把体系和环境(与体系密切有关的外界)合并为一个孤立体系”,那么,“孤立体系”的总熵变就等于原体系的熵变与环境熵变之和,于是 dS(总)=dS(体)+dS(环)≥0 (1)     

基于Tsallis熵和近似熵的认知事件相关电位动态复杂度分析

提供了两种分析认知事件相关电位（ERP）复杂度动态变化的估计算法——时变Tsallis熵（ETsEn）和时变近似熵（EApEn），并将其应用于分析Stroop任务中ERP的动态复杂度．实验发现：BTsEn比EApEn能更好地反映不同刺激类型的ERP复杂度差异；EApEn比ETsEn能更准确地体现ERP复杂度随时间变化的规律．额区、中央区和顶区的ERP的ETsEn和EApEn在刺激前、刺激处理过程中、刺激处理后均有显著差异，即在刺激前熵较大且无明显变化，刺激处理过程中熵显著减小，刺激处理完成后熵恢复至刺激前状态，其变化的时序与行为数据基本一致。结果证明了时变的Tsallis熵和近似熵对动态复杂度从不同方面度量的有效性，为客观度量ERP的复杂度提供了新方法．     

应用logk_(ow)计算二噁英毒性logTEF及QSAR研究

目的研究二口恶英毒性logTEP及QSAR。方法应用分子疏水常数logkow和分子前沿轨道能EHOMO逐步回归,建立简单的量化毒性方程。结果量化毒性方程为:logTEF=-1.207 3 logkow-0.071 6EHOMO。应用该模型计算了40种典型二口恶英毒性logTEF,同已报道的实验值吻合,结论该数学模型对二口恶英类化合物具有良好的预测能力。     

交换积分变化对低温二维亚铁磁体能谱的影响

运用Heisenberg交换作用模型、spin-wave和Green＇s function方法研究了与低维有机磁性系统接近的二维正方晶格绝缘亚铁磁体的自旋波谱,并分析了不同方向上能谱谱线随系数J1/J2增加的变化规律,得到了如下结论：随磁性离子间的交换积分发生改变,磁振子能谱也发生了改变,沿某一方向能谱的变化与此方向上交换积分的变化密切相关。系统沿某一方向上交换积分的变化,导致形成所谓“自旋梯”时,谱线退化成5条能级,除最大的磁振子能谱线与最小的磁振子能谱线外,其余3条磁振子能谱线是二重简并的．系统的磁振子能谱E1、E3、E5、E7、与E6、E8、E2、E4关于E／J=0线对称分布。     

自旋对表面磁极化子自陷能磁场特性的影响

讨论了电子自旋对表面磁极化子特性的影响.应用么正变换、线性组合算符和微扰法研究了电子自旋对电子与表面光学声子耦合强、与体纵光学声子耦合弱的表面磁极化子自陷能Etr磁场特性的影响.以TlB r晶体为例所作的数值计算结果表明:电子自旋使Etr分裂为二,且随磁场B的加强,分裂间距增大;若电子与光学声子耦合强,自旋量子数mS取-1/2时,Etr随B的加强而增大,mS取1/2时Etr随B的加强而减少;若电子与光学声子耦合弱,不论mS取何值,Etr都随B的加强而减少;不论电子与光学声子耦合强还是弱,电子自旋作用对Etr的影响都随B的加强而增大.     

基于信息熵与未确知测度的废物排放评价研究——以辽宁省为例

在宏观层面的循环经济评价体系中的废物排放指标评价中引入信息熵理论,用熵度量法对评价指标体系进行约简.在此基础上,应用未确知测度模型对废物排放进行综合评价,利用信息熵算法确定评价指标的权重,排除人为因素的干扰,使识别结果更精确.最后通过辽宁省2001～2007年的数据验证了评价模型的可行性与有效性.     

结构·形态发生与热力学诠解

不同形态能量对物质分布具有不同的作用方向。对孤立系变化过程,体系物质分布与能量形态聚集总量守恒、发散总量守恒。当聚集形态能量对物质分布发生聚集作用时,物质分布将趋向聚集;当发散形态能量对物质分布发生作用时,物质分布将趋于发散。对这两类变化过程,都有量热产生diS>0,这表明量热滴变dS不能作为体系物质分布特征变化（方向）的判断依据。     

陕西省地震活动信息熵值的动态分布

本文采用１９７０年２月至１９９５年１月陕西省ＭＬ≥１．９级以上的地震资料，运用地震活动信息熵法，研究了该时间段内，地震在时间和空间上的动态变化特征。从中可以看出，地震活动信息熵能够定量地描述地震时空分布变化过程，并量度变化过程从无序向有序的演化。     

物理学中的熵理论及其应用研究

熵是物理学中的一个重要概念。从熵的定义和基本性质入手,讨论了3种熵的来源,探讨了负熵的概念以及其在开放系统中的重要意义。用熵理论分析了能量的品质,指出高熵值的能量是低品质的,而低熵值的能量是高品质的。用负熵的理论分析了生命的运动规律,指出负熵的存在是生命能够维持正常活动的基础条件。     

一种基于灰熵的区间数灰色局势决策方法

基于区间数距离和灰熵分析,研究了灰色局势的多属性决策问题.首先给出了一种新的灰熵定义,并通过预处理得到一致效果测度矩阵.然后,提取正负理想值,结合灰熵定义建立多目标规划模型,通过拉格朗日乘数法给出了目标权重的计算公式,将多目标的一致效果测度矩阵集成为综合效果测度矩阵.最后,利用可能度和排序向量法找到各事件下的最优对策和各对策下的最优事件,从而得到最优局势,并通过实例分析验证了所提决策方法的有效性和实用性.     

熵理论在分析混凝土裂缝扩展过程中的应用探讨

混凝土裂缝的起裂、稳定扩展及失稳断裂,必然会引起系统内能量分布状态的变化.因而,本文从能量分布状态的角度对混凝土裂缝的扩展过程进行研究.应用耗散结构理论、熵理论等前沿非线性科学研究其稳定问题,在此基础上详细阐述了裂缝扩展过程中的熵变机理及信息熵的计算方法.结合具体试验进行数值模拟.结果表明,信息熵能够较好的描述混凝土裂缝的起裂、稳定扩展等阶段的变化.通过对初始裂缝周围区域的熵变规律研究,为混凝土裂缝的监测及试验方法从理论上提供了一条新的思路.