Тема: Принцип возрастания энтропии

Энтропия системы может изменяться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, если система открытая

Второй закон термодинамики запрещает понижение энтропии изолированной системы. Все остальное не запрещено, то есть может происходить в реальности, в частности любое изменение энтропии системы открытой.

Общий смысл первого закона термодинамики заключается в том, что энергию невозможно произвести и невозможно израсходовать.

Слово «производить» имеет основной смысл «создавать что-либо (из чего-то другого)». Но энергия, согласно первому закону термодинамики, не может возникать из чего-то другого или из ничего. Все, что с ней может происходить, – это качественное преобразование из одной формы в другую при сохранении количества. Поэтому нельзя сказать «производство энергии» (но можно сказать «производство электроэнергии», имея в виду целенаправленное превращение других форм энергии в электрическую). По аналогичным соображениям противоречит первому закону термодинамики выражение «израсходовать энергию», ибо энергия не может исчезнуть ни полностью, ни даже частично.

Общий смысл второго закона термодинамики заключается в том, что в мировых процессах преобладает тенденция к деградации.

Согласно разным формулировкам второго закона термодинамики, для любой изолированной системы качество ее энергетического запаса с течением времени неизбежно падает, беспорядок нарастает, структуры разрушаются, информация о системе убывает. Если попытаться обозначить все эти процессы одним словом, ничего точнее, чем «деградация», не придумать.

Первый закон указывает не преобладающее направление процессов в мире, а лишь величину (энергию), остающуюся в этих процессах количественно неизменной. Третий закон термодинамики носит еще более специальный характер.

В классической книге Ю. Одума «Основы экологии» говорится, что при протекании потока энергии по трофическим цепям качество энергии на каждом следующем трофическом уровне существенно выше, чем на предыдущем.

Это не противоречит второму закону термодинамики, требующему, чтобы качество энергии во всех процессах в целом понижалось, поскольку с каждого трофического уровня на следующий переходит не более 10 % энергии (высококачественной), а остальные 90 % (низкокачественной) энергии рассеиваются в окружающей среде

С точки зрения термодинамики, предприятия электроэнергетики превращают неудобные для использования формы энергии частично в электроэнергию, частично в низкокачественные формы энергии

Устройство, которое производит больше энергии, чем потребляет, – это вечный двигатель первого рода. Он запрещен первым законом термодинамики.

Устройство, полностью превращающее низкокачественную энергию в высококачественную, – это вечный двигатель второго рода. Он запрещен вторым законом термодинамики.

Утверждение о создании энергии из вещества с точки зрения термодинамики бессмысленно или, как минимум, неграмотно. Любое вещество обладает энергией, и задача термодинамики заключается в изучении превращений этой энергии в различных процессах.

Следовательно, электроэнергетика, с точки зрения термодинамики, – это превращение неудобных для использования форм энергии в удобную электрическую энергию за счет перевода части входной энергии в низкокачественные формы – в конечном счете, в теплоту.

Обозначим:

 – количество энтропии, которое Земля ежегодно получает с потоком солнечного света;

 – количество энтропии, которое Земля ежегодно отправляет в космос с потоком собственного теплового излучения;

 – количество энтропии, которое ежегодно производится на Земле во всех происходящих на ней процессах.

Тогда, учитывая, что на Земле с течением времени постоянно возникали все более сложные и упорядоченные структуры (например, биосфера и человеческое общество), должно иметь место неравенство 

Возникновение структур означает рост упорядоченности. Поскольку энтропия есть мера беспорядка, возникновение структур на Земле должно было сопровождаться понижением энтропии планеты. А это возможно лишь в том случае, если отвод энтропии с Земли в космическое пространство перекрывает ее поступление на Землю с солнечным светом и собственное производство вместе взятые, или, по крайней мере, компенсирует эти две «приходные статьи»: 

Не относится к числу известных в физике и вообще в естественных науках форм энергии положительная и отрицательная психоэнергия