6. Энтропия как мера молекулярного беспорядка.

Сам термин энтропия был введен Р.Ю.Э.Клаузиусом не многим более 100 лет назад. Эта физическая величина связана с энергией системы (существует образное выражение, что если энергия - это царица природы, то энтропия - ее тень). Все на Земле возникает и развивается благодаря энергии, все умирает и разрушается с ростом энтропии. Энергия - источник и мера движения материи и действия сил, энтропия - мера их постепенного угасания.

Из всех известных величин энтропия - единственная физическая величина, которая однозначно изменяется со временем - возрастает в закрытых системах. [Учебное пособие для гуманитарных факультетов университета «Концепции современного естествознания»]

Согласно второму закону термодинамики в изолированных системах энтропия самопроизвольно протекающего процесса возрастает. Это значит, что любая изолированная система, представленная самой себе, самопроизвольно изменяется в направлении максимальной хаотичности своего состояния. Энтропия является мерой хаотичности движения в системе, мерой молекулярного беспорядка.

Любое вещество состоит из частиц: молекул, атомов, ионов. В зависимости от агрегатного состояния свобода движения частиц различна. В веществе, находящимся в твердом состоянии, “свобода” частиц ограничена, например, параметрами кристаллической решетки. Такая система достаточно высоко упорядоченная. Если взять жидкость, а тем более газообразное состояние, то система уже далека до упорядоченности. Чем тверже вещество, тем более оно упорядоченно, тем меньше для него значение энтропии. И, наоборот, уменьшение упорядоченности системы приводит к возрастанию ее энтропии.

Природа вещей такова, что частицам (молекулам, атомам, ионам,…) всегда присуще стремление к беспорядочному движению, в результате которого система стремится перейти из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Возрастание степени беспорядка всегда влечет за собой возрастание энтропии (как функции беспорядка). [Электронная статья «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии» Магомедов Абдул Магомедович]

7) В работах Л.Больцмана, построившего

кинетическую теорию газов, было дано статистическое обоснование второго начала термодинамики - необратимость процессов была связана со стремлением систем к наиболее

вероятному состоянию. Выявление статистического смысла второго начала термодинамики имело важное значение - оказалось , что второе начало термодинамики в отличие от

первого имеет границы своей применимости: оно не применимо к движению отдельной молекулы. Необратимость движения обнаруживается в поведении лишь огромного числа

Молекул.

(Источник: материалы с сайта http://www.5ballov.ru)

8)Принцип разрушения, который более известен как второй закон термодинамики, или принцип роста энтропии: в любом реальном процессе энтропия Вселенной возрастает. Как выяснилось, этот закон имеет всеобщий характер. Он прошел проверку временем и до сих пор считается одним из фундаментальнейших законов природы.

Энтропия есть мера хаоса, а также мера неопределенности, непредсказуемости, абсурда в системе. То есть согласно принципу роста энтропии любой процесс сопровождается разрушением упорядоченных структур систем Вселенной и нарастанием хаоса и неопределенности.

Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это и есть наиболее простое состояние системы, или термодинамическое равновесие, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно хаосу.

Особенно наглядно это можно наблюдать на примере простейшей статистической системы, представляющей собой ящик, заполненный подвижными частицами

Источник: © Тихонов А.И.

Материал размещен на www.transform.ru: 21.02.2005 г.