52. Динамические и статистические закономерности в природе. Законы сохранения энергии в макроскопических процессах.

 Динамические и статистические закономерности в природе

Своеобразным отображением диалектичности явлений и процессов природы является раскрытие динамических и статистических закономерностей в природе.

Микромир – это мир мельчайших частиц (молекул, атомов и т.д.), а макромир – это мир крупных тел, состоящих из множества мельчайших частиц.

Изучением движения макросистем занимается раздел механики динамика. Классическая динамика базируется на 3-х основных законах ньютоновской механики.

Динамические законы приложимы к исследованию движения всех объектов макромира.

Движение микрочастиц исследуется в квантовой механике, которая показала, что, в противоположность объектам макромира, к объектам микромира законы динамики неприложимы.

А. Эйнштейн и Л. Инфельд, “Эволюция физики”: “…мы можем предсказать, сколько атомов (радиоактивного вещества) распадутся в следующие полчаса, но мы не можем сказать… почему именно эти отдельные атомы обречены на гибель…”.

В микромире господствуют статистические законы, которые можно применять только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам. Квантовая механика отказывается от поиска индивидуальных законов элементарных частиц и устанавливает статистические законы.

Свойственные для объектов микромира статистические закономерности, а для объектов макромира динамические закономерности ярко демонстрируют диалектический характер развития природных явлений и процессов. Кроме того, раскрытие статистических и динамических закономерностей демонстрирует диалектическую связь между случайным и необходимым.

Законы классической динамики, считалось, обеспечивают точные и достоверные предсказания. Статистические законы же - результат взаимодействия многих случайностей.

В результате в новой картине мира необходимость и случайность выступают как взаимосвязанные и дополняющие друг друга его аспекты.

Другими словами, по мере развития статистической физики и термодинамики, вместо динамических законов приходят статистические, позволяющие предвидеть с большей степенью вероятности эволюцию природы.

Законы сохранения энергии в макроскопических процессах.

Когда мы говорим о сохранении энергии в макроскопических процессах, прежде всего имеем в виду механическую, тепловую и внутреннюю энергии, которые зависят от термодинамического состояния. Следует отметить, что для макроскопических систем энергия не является непосредственно измеряемой величиной. Термодинамика позволяет с точностью до некоторой неопределенной постоянной вычислить эту величину из опытных данных. Для этого следует учесть теплообмен системы с окружающей средой и измерить работу, совершаемую системой.

Формулировки закона сохранения и превращения энергии:

– энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает, количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую;

– при любых процессах, происходящих в замкнутой системе, ее полная энергия не изменяется.