- •5. Второй закон термодинамики, его интерпретация с позиции термодинамики, космологии, философии.
- •6. Энтропия как мера молекулярного беспорядка.
- •Молекул.
- •9. Основной парадокс эволюционной картины мира: закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии.
- •10. Энтропия открытой системы: производство энтропии в системе, входящий и выходящий потоки энтропии.
- •11. Термодинамика жизни: добывание упорядоченности из окружающей среды.
- •12. Термодинамика Земли как открытой системы.
- •21. Принципы построения и организации современного научного знания.
Группа ФК-11
Над темой работали: Бочарова Сима, Забелкина Света, Колесова Настя, Кулигина Ольга, Мартынюк Саша и Попов Рома.
1. Материя - совокупность квантованных полей, кванты которых есть элементарные частицы.
Энергия - общая мера различных форм движения материи в системе. [Методичка]
2. Энтропия - мера беспорядка системы.
Информация - определенность, предсказуемость состояний и отношений системы (в широком значении). [Методичка]
3. Основы системного анализа:
Система - "целое - составленное из частей", упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих некоторое целостное единство.
Правила выделения систем:
1) Указать строящие его "первичные элементы", рассматриваемые как "неделимые" на данном фиксированном уровне анализа.
2) Определить связи между элементами.
3) Определить законы композиции - условия, подчиняясь которым связи реализуются, а элементы объединяются в целостность. [Методичка]
4. Разновидности систем:
Однородные системы состоят из однородных элементов, а разнородные из разнородных.
Открытые - системы обмениваются материей и энергией с окружающей средой и с другими системами, а в закрытых такой обмен исключен.
Закрытых систем в реальности не существует.
Открытые системы бывают равновесными и неравновесными.
Равновесные системы при переходе из одного стационарного состояния в другое требуют притока энергии, но когда переход осуществился, его результаты сохраняются при опредёленных условиях и дальнейший приток энергии уже не требуется, неравновесные системы отличаются тем, что новое состояние достижимо и устойчиво только при постоянном притоке энергии. [Методичка]
5. Второй закон термодинамики, его интерпретация с позиции термодинамики, космологии, философии.
Первое начало термодинамики знают все - это закон сохранения энергии, кроме немногочисленных теперь изобретателей вечного двигателя. Да и те сейчас - компетенция скорее клиники, чем физики. Иное дело - второе начало. Открытие второго начала связано с анализом работы тепловых машин и в первой формулировке Р. Клаузиуса он звучал в следующей форме: "Переход теплоты от более холодного тела к более теплому не может иметь место без компенсации". [Учебное пособие для гуманитарных факультетов университета «Концепции современного естествознания»]
Термодинамика. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ, один из основных законов термодинамики, закон возрастания энтропии: в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратимые, равновесные процессы), либо возрастает (при неравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума. Другие эквивалентные формулировки:
1) невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу, более нагретому без каких-либо других изменений в системе или окружающей среде (Р. Клаузиус);
2) невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответственно охлаждению теплового резервуара (У. Томсон, М. Планк);
3) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода (В. Оствальд). [Энциклопедия «Кирилл и Мефодий» 2007]
Космология. На более формализованном современном языке общей теории систем закон можно выразить так: Все процессы в природе протекают в сторону увеличения вероятности состояния, в сторону увеличения энтропии. Она может только увеличиваться в закрытых системах, как время может идти только вперед.
Как заметил известный биохимик - писатель фантаст Айзек Азимов: "Первое начало гласит, что в игре с природой нельзя выиграть, а второе, что нельзя остаться и при своих." Второй принцип термодинамики есть смертный приговор: он грубо и безжалостно применяется в неживой природе, в мире, который уже заранее мертв. Жизнь, структуры которой отличаются значительной упорядоченностью, на время отменяет этот приговор, объявленный без срока исполнения. Может показаться, что Вселенная, после взрыва - увеличивает энтропию, а человек и живая биота - уменьшает (увеличивая информацию). В то же время это не совсем так. Все организмы в течение жизни поддерживают энтропию своих тел на низком уровне, ценой повышения энтропии окружающей среды и победа в борьбе за существование достается тем видам, которые наиболее эффективно осуществляют этот процесс. Действительно, чем сложнее устроен организм, тем меньше его зависимость от окружающей среды, тем меньше его собственная энтропия
Философия. Все процессы, протекающие в различных материальных системах, могут быть подразделены на два типа: во-первых, это процессы, протекающие в замкнутых системах, ведущие к установлению равновесного состояния, которое при определенных условиях стремиться к максимальной степени неупорядоченности, и, во-вторых, это процессы, протекающие в открытых системах, в которых при определенных условиях из хаоса могут возникнуть упорядоченные структуры. Таким образом законы термодинамики и понятие энтропии ведут к изучению явления самоорганизации с точки зрения философии. [Философия: учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2002]
[Учебное пособие для гуманитарных факультетов университета «Концепции современного естествознания»]
