- •Тема 2.
- •1Материя- савокупность квантовых полей, кванты которых есть элементарные частицы.
- •Правило выделения систем:
- •15 При самоорганизации происходят внутренние взаимодействия элементов системы,которая ведёт к усложнению, возникновению большого порядка, уменьшению энтропии, увеличеню свободной энергии системы.
Правило выделения систем:
А) Поставить цель
Б)Выделить элементы, которые рассматриваются как неделимые
В) Определить связи между элементами.(Прямые связи – в одну сторону, обратные – есть воздействие и ответ)
Г) Определить законы композиции, согласно которым связи реализуются, а система образует целостность.
4.Разновидности систем: разделяются по предмету исследования. Простые – сложные(можно выделить управляющий элемент), усойчивые – неустойчивые, закрытые – открытые( обмениваются энергией, веществом и информацией), без обратной связи – с обратной связью, неживые – живые, растительные – животные, нерзумные – разумные, равновесные( требуют притока энергии при переходе) – неравновесные( требуют постоянного притока энергии, т.к часть энергии рассеивается на поддержание сложности).
5.Немецкий учёный Р. Клаузиус( 1822-1888) сформулировал второй закон термодинамики так: Невозможно перевезти теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах.
термодинамика — наука, занимающаяся изучением законов взаимопреобразования и передачи энергии.
6.Энтропия – это форма выражения количества связанной энергии, которую имеет вещество. Существует мнение, что мы можем смотреть на Ω и как на меру беспорядка в системе. В определённом смысле это может быть оправдано, потому что мы думаем об «упорядоченных» системах как о системах, имеющих очень малую возможность конфигурирования, а о «беспорядочных» системах, как об имеющих очень много возможных состояний. Собственно, это просто переформулированное определение энтропии как числа микросостояний на данное макросостояние.
Рассмотрим, например, распределение молекул идеального газа. В случае идеального газа наиболее вероятным состоянием, соответствующим максимуму энтропии, будет равномерное распределение молекул. При этом реализуется и максимальный "беспорядок", т.к. при этом будут максимальные возможности конфигурирования.
7. Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.
Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, что невозможно всю внутреннюю энергию тела превратить в полезную работу.
Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.
8.Второй закон термодинамики - один из основных законов термодинамики, утверждающий неизбежность возрастания энтропии в изолированных (замкнутых) системах. Согласно этому закону, любая замкнутая система стремится к термодинамическому равновесию, т.е. в ней происходит перераспределение тепла от более нагретых тел к менее нагретым, обратный же процесс невозможен. Со вторым законом термодинамики связано представление о возможной тепловой смерти Вселенной.
9. Закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии.Эволюция должна удовлетворять 3-м требованиям: необратимости, которая выражается в нарушении симметрии между прошлым и будущим, необходимости введения понятия событие, некоторые события должны обладать способностью изменять ход эволюции.
Условия формирования новых структур: открытость системы, её нахождение в дали от равновесия; наличие флуктуаций.
Главенствующую роль в окружающем мире играет не порядок стабильности, равновесие, а неустойчивость и не равновесность, т.е. все системы непрестанно меняются.Новые структуры существуют лишь пока системы рассеивают энергию, следовательно производят энтропию…Таим образом энтропия становится прородительницей порядка.
10.Энтропия открытой системы: входящий и выходящий поток энтропии.
Везде, где создаются новые структуры, необходим приток энергии и обмен со средой. Энергия – творец. Энтропия – мера творчества. Энергия творит более высокие уровни организации.
В открытой системе возможны потоки тепла как из системы, так и внутрь неё. В случае наличия потока тепла в систему приходит количество тепла δQ1 при температуре T1 и уходит количество тепла δQ2 при температуре T2. Приращение энтропии, связанное с данными тепловыми потоками, равно:
![]()
11. Термодинамика исторически возникла как эмпирическая наука об основных способах преобразования внутренней энергии нагретых тел в механическую. Однако в процессе своего развития термодинамика проникла во все разделы физики, где возможно ввести понятие "внутренняя энергия" и позволила теоретически предсказать многие явления задолго до появления строгой теории этих явлений.
Термодинамика 20-го века изучает открытые системы в состояниях далёких от равновесия. Это направление пытается ответить на вопрос, как образовались все те макросистемы в которых мы живём.
12.Термодинамика Земли как открытой системы.
Земля является не закрытой, а открытой планетарной системой, непрерывно взаимодействующей с Космической средой. Она непрерывно обменивается энергией с внешней средой, подпитывается извне и выбрасывает вовне шлаки. Земля непрерывно о и получает энергию. В ней происходит постоянный, непрерывный энергообмен. Волновой поток поступает к Земле по проводящему каналу, иначе, полосе прозрачности. От ее пропускной способности зависит Жизнь на планете. Видимыми формами передающего космопланетарного канала и его неотъемлемыми элементами являются все естественные системы и, прежде всего, вода, воздух, почва – открытые системы.
13. Живые организмы не являются неравновесными открытыми системами, т.к. отдаю и получают не равное, не постоянное количество энергии.
14.Нелинейность – Понятие нелинейности в науку пришло из математики. Если в математическом уравнении искомые величины (функции, их производные и т. д.) входят в первой степени, такое уравнение называется линейным. Во всех остальных случаях мы имеем дело с нелинейными уравнениями.
Нелинейные системы – это системы, которые нельзя описать однозначно, детерминестично, т.е. зная состояние системы в данный момент, нельзя предсказать, что с ней будет в следующий момент.
Бифуркация – это переломная точка в развитии системы. Это критическое состояние, называемое точкой бифуркации. В ней система становится неустойчивой относительно флуктуаций и может перейти к новой области устойчивости, т.е. к образованию нового вещества. Система как бы колеблется перед выбором одного из нескольких путей эволции. Небольшая флуктуация может послужить в этой точке началом эволюции в совершенно новом направлении, изменением поведения системы. Это и есть событие. В точке бифуркации случайность подталкивает то, что остаётся от системы, на новый путь развития, а после того, как один из многих возможных вариантов выбран, вновь вступает в силу детерменизм – и так до следующей точки бифуркации. В судьбе системы случайность и необходимость взаимодополняют друг друга.
