太陽是怎樣向地球輸入負熵流的呢？

01-01

地球的負熵是由太陽而來，但從熵的定義看，地球從太陽吸熱，這應該是正熵啊。這是為什麼？

謝邀~

原因很簡單，因為太陽溫度 $T_S$ 比地球溫度 $T_E$ 高。地球吸收太陽熱量的同時會向宇宙中輻射等量的熱量，所以地球吸收熱量 $Delta Q$ 後獲得的熵為

$Delta S=frac{Delta Q}{T_S}-frac{Delta Q}{T_E}<0$ 。

「地球的負熵是由太陽而來」這個觀點我不知道是不是非平衡態熱力學的概念。但是，對於地球「負熵」的來源，從傳統的熱力學觀點來看，相對於地球，宇宙本身是一個約3K的低溫熱源（宇宙背景輻射）。地球可以向這個熱源輻射熱量。這個過程可以帶給地球的最大的負熵是 $frac{Delta Q}{T_E}$ （「最大」是因為向低溫熱源輻射是不可逆過程），其中 $T_E$ 是地球的溫度。

大致應該可以這樣說，太陽發射大量的高能光子，給地球升溫，地球也向外發射更加多的能量稍低的光子，能製造負熵。

注意系統的邊界，不要將太陽和地球混為一談，看作一個系統，要將兩者分割，地球得到能量輸入，太陽熵增，地球熵減。