熵本质与玻尔兹曼常数本质
胡 良
深圳市宏源清实业有限公司, 深圳市 518004
摘要：熵指的是体系的混乱的程度；或者说，指热能除以温度所得的商，体现为热量转化为功的程度。从分子运动统计现象来看：S=k*lnΩ ，其中，Ω为系统分子的状态数，k为玻尔兹曼常数。
熵增效应可导致热寂说；但热寂说是错误的。因为，宇宙是无穷大的；在一定边界条件下，一对光子可形成一对正负电子；一对光子可形成一对正负质子；一对光子可形成一对正反中子；从而，体现为熵减效应。
关键词：熵，温度，玻尔兹曼常数，动能，量子常数
PACS: 03.65.Àw 03.30.+p
作者：总工，高工，硕士
Entropy and Boltzmann constant
Hu Liang
Shenzhen Hongyuanqing Industrial Co.Ltd, Shenzhen ,518004, China
Abstract：
The energy constant (Hu) is the smallest energy unit, Hu = h * C, which reflects the intrinsic relationship between the vacuum speed of light (C) and Planck's constant (h).
Keywords: Photons, Kinetic Energy, Quantum Constants, Super-distance, Quantum Field Theory
PACS: 03.65.Àw 03.30.+p 98.80.-k 04.60.Cf 11.90.+t 06.30.Dr
1引言
熵指的是体系的混乱的程度；或者说，指热能除以温度所得的商，体现为热量转化为功的程度。
熵是体系的状态函数，其值与达到状态的过程无关；熵的定义式是：dS=dQ/T，计算熵的变化时，采用与这个过程的始态及终态相同的过程的热效应dQ来计算。T*dS的量纲是动能，而温度（T）是强度性质，因此S是广度性质。
从分子运动统计现象来看：S=k*lnΩ ，其中，Ω为系统分子的状态数，k为玻尔兹曼常数。可见，玻尔兹曼常数与熵具有相同的量纲。
该公式反映了熵函数统计学意义，将系统的宏观物理量S与微观物理量Ω联系起来，是宏观与微观的重要桥梁之一。
孤立体系（孤立量子体系）的熵值越小，其状态越是有序（越不均匀）；孤立体系（孤立量子体系）的熵值越大，其状态越是无序（越均匀）。孤立体系（孤立量子体系）总是自发地从熵值较小（有序）的状态向熵值较大（无序）的状态转变，这就是孤立体系（孤立量子体系）系统的熵值增大原理（一个孤立系统的熵永远不会减少），体现了微观物理意义。
单个分子运动速度（分子具有内禀的一维空间速度）较快；但，因为分子之间相互碰撞，分子运动的实际轨迹十分曲折；相对于整个分子的集合体而言，体现为前进的路程漫长；从而，感觉分子运动速度较慢；这也是气体扩散缓慢的原因。
此外，宇宙中常见的三种聚集态（气体，液态及固态）中的分子都在运动，仅只是运动的方式有所差异。
2熵的内涵
热效应的本质是动能的变化，动能的量纲是：
[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]，
或，[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]；
温度（T）的量纲是：[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]，或，[L^(2)T^(-3)]；
可见，熵（S）的量纲是，[L^(3)T^(0)]。
单个分子运动速度（分子具有内禀的一维空间速度）较快；但，因为分子之间相互碰撞，分子运动的实际轨迹十分曲折；相对于整个分子的集合体而言，体现为前进的路程漫长；从而，感觉分子运动速度较慢；这也是气体扩散缓慢的原因。
此外，宇宙中常见的三种聚集态（气体，液态及固态）中的分子都在运动，仅只是运动的方式有所差异。
熵增效应可导致热寂说；但热寂说是错误的。因为，宇宙是无穷大的；在一定边界条件下，一对光子可形成一对正负电子；一对光子可形成一对正负质子；一对光子可形成一对正反中子；从而，体现为熵减效应。
3康普顿波长的内涵
康普顿波长是测量粒子位置的基本限制，其大小取决于该粒子的质量（m)。
例如，对于光子来说，
λ=h/(m*C)=(h*C)/[m*C^(2)]=[Vp*C^(3)]/[(Vp*f)*C^(2)]=Hu/[(Vp*f)*C^(2)]；
其中，h表达普朗克常数，m表达光子的质量。
对于电子来说，
电子的康普顿波长（λe），
λe=he/(me*Se)=(he*Se)/[me*Se^(2)]=[(Ve*Se^(2))*Se]/[(Ve*fe)*Se^(2)]
=[Ve*Se^(3)]/[(Ve*fe)*Se^(2)]=Hu/[(Ve*fe)*Se^(2)]
其中，he表达电子内禀的常数（类似光子的普朗克常数），me表达电子的质量;
Se表达电子内禀的一维空间速度。
4玻尔兹曼常数的物理学本质
玻尔兹曼常数（k）是关于温度及动能的一个常数。理想气体常数（R）等于玻尔兹曼常数（k)乘以阿伏伽德罗常数(NA): R=k*NA 。
从另一角度来看，玻尔兹曼常数（k）的物理意义体现为：单个气体分子的平均平动动能随着热力学温度（T）变化的系数。Ek=(3/2)k*T。其中，Ek为单个分子的平均平动动能，T为热力学温度。
根据量子常数（Hu）理论，又称为能量常数（Hu）理论。气体分子是由N个基本粒子组成的孤立体系（孤立量子体系）。
单个分子的平均动能，其动能的量纲是：
[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]，
或，[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]；
大小是，
Ek=Vn*Sn^(2)*fn=hn*fn=[Vn*Sn^(3)]/λn={N*[(Vn/N)*Sn^(3)]}/λn.
其中，Sn表达气体分子内禀的一维空间速度。
气体分子温度的量纲是：[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]，或，[L^(2)T^(-3)]；
温度的高低是，T=Sn^(2)*fn=[Sn^(3)]/λn。可见，三维空间速度，Sn^(3)，对温度影响较大。
气体分子压力的量纲是：
{[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]}/[L^(2)T^(0)]，或，[L^(2)T^(-3)]；
大小是：
P={(Vn*fn)*[Sn*fn]}/λn^(2)=λn^(2)*fn^(3)=Sn^(2)*fn=Sn^(3)/λn 。
波长（λn）对压力影响较大。
因为，压力与温度的量纲一样，体现了压力与温度具有等效属性。
玻尔兹曼常数（k）的量纲是：[L^(3)T^(0)]，大小是单个分子（由 个基本粒子组成）内禀的平均三维空间（平均每个基本粒子空间）。
具体来说，因为，
Vn*Sn^(3)=N*(Vn/N)*Sn^(3)=N*Vp*C^(3),
可见，玻尔兹曼常数，k=Vn/N=[Vp*C^(3)]/Sn^(3).
理想气体常数（R）的量纲也是：[L^(3)T^(0)]。其大小是，每摩尔分子内禀的三维空间之和，R=k*NA。
阿伏伽德罗常数联系自然中宏观与微观（原子尺度）的观测，是一个比例因子。同体积的气体，在相同的温度及压力下，含有相同数目的分子，就称为阿伏伽德罗定律。值得注意的是，阿伏伽德罗常数（NA）是指摩尔微粒（分子、原子、离子及电子等）所含微粒的数量。
布朗运动是指悬浮微粒永不停息地做无规则运动的现象，布朗运动体现分子热运动。布朗运动是分形的典型例子，在理想状态下的布朗运动，体现为高斯正态分布。具体来说，胶体是由粒度介于宏观粒子与微观分子之间的微粒形成的分散体系，布朗运动就是胶体粒子在液体介质中表现的运动。布朗运动体现了一种随机涨落现象。微粒（胶体）的速度随粒度增大而降低，而随温度升高而增加，微粒（胶体）作为巨大分子加入了液体分子的热运动。微粒（胶体）是由M个基本粒子组成的孤立体系（孤立量子体系）。值得注意的是，微粒（胶体）所含的基本粒子数量（M个基本粒子组成）远大于气体分子（或原子等）所含的基本粒子数量（N个基本粒子组成）。
在液体中进行布朗运动的微粒（胶体）是进行热运动的巨大分子，遵循分子运动的规律。布朗运动与分子热运动有区别，与温度及粒子数量有关；温度越高，布朗运动越剧烈；而粒子越少，则分子热运动越剧烈。
布朗运动及扩散现象都表明，任何物质的分子都在做永不停息的无规则运动。分子无规则运动与物质的温度有关（温度越高，分子的无规则运动越剧烈）。
无规则行走概念接近于布朗运动，是布朗运动的理想数学状态。任何无规则行走者所具有的守恒量都相应有一个扩散运输定律。
5结论
熵增效应可导致热寂说；但热寂说是错误的。因为，宇宙是无穷大的；在一定边界条件下，一对光子可形成一对正负电子；一对光子可形成一对正负质子；一对光子可形成一对正反中子；从而，体现为熵减效应。康普顿波长是测量粒子位置的基本限制，其大小取决于该粒子的质量（m)。布朗运动及扩散现象都表明，任何物质的分子都在做永不停息的无规则运动。分子无规则运动与物质的温度有关（温度越高，分子的无规则运动越剧烈）。