32775

Статистическое толкование энтропии

Доклад

Физика

Рассматривая Вселенную как изолированную систему и распространяя на неё второй закон термодинамики Р. Из сказанного в предыдущем разделе следует что к Вселенной в целом как изолированной системе F = 0 второе начало термодинамики неприменимо по определению. При этом второй закон термодинамики формулируется следующим образом: природа стремится от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному. Таким образом являясь статистическим законом второй закон классической термодинамики выражает закономерности хаотического движения большого...

Русский

2013-09-05

31 KB

14 чел.

51.Статистическое толкование энтропии.

Рассматривая Вселенную как изолированную систему и распространяя на неё второй закон термодинамики, Р. Клаузиус пришёл к выводу о неизбежности «тепловой смерти» Вселенной, при которой в необозримом будущем в ней будет достигнуто состояние термодинамического равновесия и всякие процессы прекратятся. Этот вывод вызвал много споров, которые не прекращаются до сих пор. Из сказанного в предыдущем разделе следует, что к Вселенной в целом как изолированной системе (F = 0) второе начало термодинамики неприменимо по определению. В силу этого предсказанная Р. Клаузиусом «тепловая смерть» вследствие непрерывного возрастания энтропии ей не угрожает. Понятие энтропии приложимо исключительно к открытым (неизолированным) термодинамическим системам.

Напомним, что ни классическая, ни современная термодинамика не отрицают применимости второго начала к изолированным системам и в силу этого принципиально не могут противостоять упомянутому выше утверждению Клаузиуса достаточно решительно. Они опираются на статистическое истолкование второго закона с помощью формулы Больцмана:
S = k ln P,
где
Pтермодинамическая вероятность состояния системы. При этом второй закон термодинамики формулируется следующим образом: природа стремится от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному.

Таким образом, являясь статистическим законом, второй закон классической термодинамики выражает закономерности хаотического движения большого числа частиц, входящих в состав изолированной системы. Для систем с относительно малым или бесконечным числом частиц второй закон термодинамики неприменим: в первом случае из-за возможных значительных флуктуаций, во втором — из-за равновероятности всех микросостояний.

Как видим, формулировка второго закона термодинамики, данная Больцманом, содержит в себе указание на относительность (нефундаментальность) этого закона и на недопустимость распространения его, на всю Вселенную в целом. В масштабах последней «на отдельных её участках вполне вероятны весьма мощные флуктуации энтропии. На этих участках естественными и самопроизвольными будут те процессы, которые сопровождаются не ростом, а уменьшением энтропии».

«Решив» таким образом, проблему тепловой смерти Вселенной, классическая и современная термодинамика одновременно предоставили карт-бланш изобретателям вечных двигателей второго рода. В самом деле, равновесную окружающую среду вполне правомерно представить как систему с бесконечным числом частиц (молекул) и на этом основании игнорировать второй закон термодинамики. С другой стороны, двигатель в масштабах окружающей среды представляет собой систему с относительно малым числом частиц, для которой второй закон термодинамики также неприменим. Возможность отбора теплоты от окружающей среды для выполнения работы оказалась, таким образом, вполне легитимной. Тем более, что для отопления помещений посредством тепловых насосов отбор теплоты от окружающей среды широко практикуется.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48880. Прогнозирование доходности московского рынка жилой недвижимости 235 KB
  Задачей данной работы является прогнозирование доходности жилой недвижимости Москвы. Рынок недвижимости практически во всех странах является одним из наиболее важных секторов экономики. Состояние рынка недвижимости отражает состояние экономики страны в целом риски экономики и ее возможности.
48881. Радіоелектронні пристрої системи та комплекси. Методичні вказівки 977.5 KB
  Список предметних скорочень АМ амплітудна модуляція; АССЗ аналогова система стільникового звязку; БПС буферний підсилювач сигналу; ГКН генератор керований напругою; ГОЧ генератор опорної напруги; ДВЧ дільник високої частоти; ДКМХ декаметрові хвилі; ДСТУ Державний стандарт України; ЄСКД Єдина система конструкторської документації; КГ кварцовий генератор; КІМ кодовоімпульсна модуляція; МХ метрові хвилі; НВЧ надвисокі частоти; ОМ односмугова модуляція; ПБТЗ передавач базової станції транкінгового звязку; ПЗКД ...
48882. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ 680.5 KB
  Краткое описание процесса преобразвания сигнала от источника сообщения. Источник сообщений выдает на выходе непрерывный сигнал t который предаётся в формирователь первичного сигнала для преобразования в первичный электрический сигнал bt. Количество уровней квантования L определяется исходя из ошибки квантования пикфактора сигнала и отношения сигнал шум. Далее сигнал bикмt передается в модулятор это преобразование цифрового сигнала в аналоговый ut.
48883. Расчет локальной сети по технологии FastEthernet 16.27 MB
  Необходимо объединить в локальную сеть по технологии FastEthernet компьютеры, которые находятся в квартирах трех домов. И осуществить соединение полученной локальной сети с Internet по оговоренной в задании WAN-технологии. Номера домов и квартир, количество компьютеров в квартире и WAN-технология зависят от варианта задания; расстояние между домами и габариты квартир...
48884. История делопроизводства в дореволюционной России. Учебное пособие 403 KB
  Определение документа интегрирующее все его аспекты дал советский документовед К. Вид это понятие употребляемое для обозначения группы документов одного наименования например: указ один вид грамота другой акт третий. При этом автором служебных документов являются учреждения. Формуляры различных документов складывались на протяжении веков.
48886. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ ИСХОДА ВЫБОРОВ В ПРЕЗИДЕНТЫ 1.6 MB
  Нейронные сети возникли из исследований в области искусственного интеллекта а именно из попыток воспроизвести способность биологических нервных систем обучаться и исправлять ошибки моделируя низкоуровневую структуру мозга. С практической точки зрения методика принятия решения обученной нейросети проста на входе задаются некоторые числовые данные и нейросеть ищет похожие в исторических данных на которых она обучалась. Другая существенная особенность нейронных сетей состоит в том что зависимость между входом и выходом находится в процессе...