Занятие 8

Т

1. Порядок и беспорядок в природе. Стрела времени.

2. Проблема тепловой смерти Вселенной.

3. Синергетика: от хаоса к порядку.

Вопросы

ема Развитие и самоорганизация природы

Задания

1. Исходя из статистической трактовки энтропии S ( S = K lnW, формула М.Планка) и условия аддитивности S, показать возможные способы и число реализации макросостояния на микроуровне на следующих примерах:

1.1 В разделенной перегородкой на две части (левую и правую) клетке находятся три тела, пронумерованные цифрами 1,2,3. Каждое тело с равной вероятностью может находиться как в левой, так и в правой половине клетки, независимо от того, пребывают там другие тела или нет. При этом следует учитывать, что макросостояния различаются числом тел, находящихся в левой

и в правой половинах клетки и не зависят от номера тела. Микросостояния же

различаются как числом тел, так и их номером.

Приведите способы реализации макросостояния на микроуровне [16: с. 71]

Макросостояние		Микросостояния, соответствующие конкретному макросостоянию	Термодинамическая вероятность состояния
Число тел слева	Число тел справа
Всего способов реализации макросостояния

1.2 Определить реальную термодинамическую вероятность (см. задание 1.1)

если в клетке будут находиться в качестве тел:

• тело 1 – кочан капусты;

• тело 2 – заяц;

• тело 3 – волк.

2. Как изменяется энтропия окружающей среды в результате окисления

глюкозы C₆H₁₂O₆ в клетке живого организма

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O,

учитывая, что конечные продукты метаболизма углекислый газ и вода возвращаются в окружающую среду.

3. Как известно, развитие человеческого общества, начиная с его первых

формаций, является процессом совершения полезной работы в результате превращения полезных ископаемых. Поэтому будущее цивилизации зависит от количества источников энергии и темпов развития общества. Потребление энергии человеком за счет ископаемых через каждые 20 лет удваивается.

Рассеиваемые в окружающей среде теплота, углекислый газ, другие продукты превращения ископаемых повышают беспорядок, увеличивая энтропию биосферы. Учитывая, что постоянный рост энтропии в изолированной системе означает приближение процесса развития к равновесному состоянию, относительно цивилизации можно говорить о замедлении темпов её развития. Практическим сроком наступления энергического и экологического кризиса называют 2030-е годы.

Предлагается предложить возможные, по-вашему, мнению, варианты решения дальнейшего развития цивилизации с энергетической точки зрения.

Тематика докладов

1. Развитие представлений о термодинамическом и статистическом описании свойств макросистем.

2. Общенаучное значение понятия энтропии.

3. Самоорганизация как источник и основа в различных видах эволюции.