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

16287. Исследование работы дешифраторов 34 KB
  Лабораторная работа № Тема: Исследование работы дешифраторов. Цель работы: Исследовать работу дешифраторов с помощью программы EWB. Оборудование: IBM PC. Программное обеспечение: WINDOWS EWB Вопросы для повторения: Назначение дешифраторов. Принцип действия де...
16288. Анализ работы цифровых индикаторов 42 KB
  Лабораторная работа № Тема: Анализ работы цифровых индикаторов Цель работы: Исследовать работу цифровых индикаторов с помощью программы EWB. Оборудование: IBM PC. Программное обеспечение: WINDOWS EWB. Вопросы для повторения: Что такое цифровые индик
16289. Исследование работы Постоянно запоминающего устройства(ПЗУ) в интегральном исполнении 208.5 KB
  Лабораторная работа №13 Тема: Исследование работы Постоянно запоминающего устройстваПЗУ в интегральном исполнении.. Цель работы: Исследовать работу постоянно запоминающего устройства с помощью программы EWB. Оборудование: IBM PC. Программное обеспечение: WINDOWS EWB ...
16290. Исследование принципиальных электрических схем сложных логических элементов (И – НЕ, ИЛИ – НЕ) 42 KB
  Лабораторная работа № Тема: Исследование принципиальных электрических схем сложных логических элементов И НЕ ИЛИ НЕ. Цель: Проанализировать работу принципиальных электрических схем сложных логических элементов И НЕ ИЛИ НЕ. Оборудование: IBM PC Программн
16291. Анализ работы сумматоров 55.5 KB
  Лабораторная работа № Тема: Анализ работы сумматоров. Цель работы: Исследовать работу сумматоров с помощью программы EWB. Оборудование: IBM PC. Программное обеспечение: WINDOWS EWB Вопросы для повторения: /. Что такое сумматор Чем отличается сумматор от логическог
16292. Анализ работы счётчиков 30.5 KB
  Лабораторная работа № Тема: Анализ работы счётчиков Цель: Исследовать работу счётчиков с помощью программы EWB. Программное обеспечение:Windows EBW. Вопросы для повторения: 1.Что такое счётчик 2.Как классифицируется счётчики 3.Принцип работы суммирующего и вычитающ...
16293. Исследование работы оперативно запоминающего устройства 79 KB
  Лабораторная работа №12 Тема: Исследование работы оперативно запоминающего устройства. Цель работы: Исследовать работу оперативно запоминающего устройства с помощью программы EWB. Оборудование: IBM PC. Программное обеспечение: WINDOWS EWB Вопросы для повторения: 1. К...
16294. Конструкция регистрирующего органа и схему управления координат 613.48 KB
  Лабораторная работа N7 Задание: Предложить 2х координатный регистрирующий прибор. Дать конструкцию регистрирующего органа и схему управления координат. Решение: Предлагаю следующее: Принцип действия следующий. Чертеж в программе на ПК разбивается на отрезки к...
16295. Функції в РНР 91 KB
  Лабораторна работа №3 Функції Мета роботи: ознайомитися з синтаксисом опису функцій РНР. Теоретичні відомості По синтаксису опис функцій РНР досить близький до ідеальної концепції... Ось декілька основних достоїнств цієї концепції: ви можете використов...