- •Тема 2.
- •2008 Г.
- •Вопрос 1. Материя. Энергия.
- •Вопрос 2. Энтропия. Информация.
- •Вопрос 3. Система, правила выделения систем.
- •Вопрос 4. Разновидности систем.
- •Вопрос 5. Второй закон термодинамики, его интерпретация с позиции термодинамики, космологии, философии.
- •Вопрос 6. Энтропия как мера молекулярного беспорядка.
- •Вопрос 7. Статистическая природа второго начала термодинамики.
- •Вопрос 8. Второй закон термодинамики как принцип нарастания беспорядка и разрушения структур.
- •Вопрос 9. Эволюция, сотворение и всеобщий закон роста энтропии.
- •Вопрос 10. Энтропия открытой системы: производство энтропии в системе, входящий и выходящий потоки энтропии.
- •Вопрос 11. Термодинамика жизни: добывание упорядочен-ности из окружающей среды.
- •Вопрос 12. Термодинамика земли как открытой системы.
- •Вопрос 13. Почему живые организмы являются неравно-весными открытыми системами?
- •Вопрос 14. Нелинейность. Бифуркация.
- •Вопрос 15. Флуктация. Самоорганизация.
- •Вопрос 16. Хаотичные системы.
- •Вопрос 17. Понятие аттрактора.
- •Вопрос 18. Примеры самоорганизации в открытых системах.
- •Вопрос 20. Почему теория самоорганизации применима в разных дисциплинах?
- •Вопрос 21. Принципы организации современного естествознания.
Вопрос 4. Разновидности систем.
Однородные - это системы, состоящие из элементов одного вида.
Разнородные - это системы, состоящие из элементов различного вида.
Открытые - это система, которая обменивается и энергией, и веществом, и информацией.
Закрытые - система, в которой есть обмен только с энергией.
Равновесные - это система, для изменения состояния которой может быть необходима энергия, но когда переход осуществился, его результаты сохраняются при определенных условиях и дальнейший приток энергии уже не нужен. (методичка)
Неравновесные - система, изменение состояния которой достижимо и устойчиво только при постоянном подводе энергии, так как происходит постоянная диссипация энергии, т.е. рассеивание.(методичка)
(www.termodinamika/ru)
Вопрос 5. Второй закон термодинамики, его интерпретация с позиции термодинамики, космологии, философии.
Второй закон термодинамики, являясь важнейшим законом природы, определяет направление, по которому протекают термодинамические процессы, устанавливает возможные пределы превращения теплоты в работу при круговых процессах, позволяет дать строгое определение таких понятий, как энтропия, температура и т.д. В этой связи второй закон термодинамики существенно дополняет первый.
Естественные процессы всегда направлены в сторону достижения системой
равновесного состояния (механического, термического или любого другого).
Это явление отражено вторым законом термодинамики, имеющим большое значение и для анализа работы теплоэнергетических машин. В соответствии с этим законом, например, теплота самопроизвольно может переходить только от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой.
Вопрос 6. Энтропия как мера молекулярного беспорядка.
Движение молекул сложно и запутанно. Если первоначально в системе имеется какая-то упорядоченность, то тепловое движение молекул будет непременно размывать и ликвидировать эту упорядоченность. Состояние же равновесия, к которому неизбежно приходит любая, предоставленная сама себе макросистема, соответствует максимально возможному беспорядку. Энтропия, очевидно, является какой-то количественной межой молекулярного беспорядка.
Рассмотрим это на примере адиабатного расширения газа. Допустим, что газ, находящийся в цилиндре, толкая поршень, адиабатное расширяется. Если процесс протекает очень медленно, равновесно, то в соответствии с общим законом энтропия газа не меняется. При адиабатном расширении газа объем растет и, следовательно, растет беспорядок в распределении газа в пространстве, а темпеpатуpа падает. С уменьшением темпеpатуpы pаспpеделение молекул по скоpостям делается более выpазительным (менее pазмытым). Как cледствие, уменьшается беспоpядок в pаспpеделении их по скоpостям. В целом пpоисходит компенсация pоста и уменьшения меpы беспоpядка. Меpа беспоpядка, энтpопия, остается постоянной. Допустим, что поpшень выдвигается быстpо. В этом случае в непосpедственной близости к поpшню будет создано повышенное pазpежение газа. Газ будет совеpшать pаботу меньшую, чем пpи медленном pасшиpении. Его энеpгия и темпеpатуpа будут уменьшаться медленнее. В этом случае уменьшение меpы беспоpядка за счет pаспpеделения молекул по скоpостям не будет компенсиpовать ее pост за счет pаспpеделения частиц в пpостpанстве.Энтpопия будет расти.
Пpи pезком вдвижении поpшня пpоисходит нагpевание газа. В pезультате pост беспоpядка за счет pазмывания в pаспpеделении частиц по скоpостям не будет компенсиpоваться его уменьшением за счет уменьшения объема. Энтpопия снова будет pасти. w
Итак, энтpопия есть меpа беспоpядка и ее увеличение означает повышение беспоpядка в физических системах. (www.termodinamika.ru)
