(Два способа описания термодинамических систем).

Термодинамические системы состоят из огромного числа частиц, например, одна капля воды содержит 1023 молекул. Ясно, что полное описание таких систем связано с большими трудностями. Первый способ преодоления подобных трудностей заключается в использовании такого метода описания, который ориентирован не на индивидуальное описание элементов системы, а выявление тех макроскопических свойств и величин, которые отображают поведение системы в целом. Термодинамический подход представляет одну из форм описания тепловых процессов, при котором они характеризуются макроскопическими величинами, регистрируемыми приборами, которые не влияют на поведение микрочастиц системы. Так, например, давление газа определяется манометром, его температура — термометром, влажность — гигрометром и т.д. Любая термодинамическая система описывается с помощью соответствующих параметров. Поэтому изменение любого параметра приводит к изменению поведения самой системы. Термодинамический метод описания применим не только для тепловых, но и для физических, химических, биологических и других процессов, в которых рассматривается превращение различных форм энергии в теплоту. Поскольку, однако, этот метод абстрагируется от исследования внутреннего строения и структуры систем, то его выводы не отличаются той глубиной и точностью, какие характерны для статистического и молекулярно-кинетического методов исследования. Поэтому наряду с термодинамическим методом постепенно формировались понятия и принципы молекулярно-кинетического подхода, согласно которым макроскопические свойства вещества определяются совокупным взаимодействием большого числа составляющих его молекул. Так, например, температура тела рассматривается как средняя кинетическая энергия образующих его молекул. Молекулярно-кинетическая теория вещества опирается на три основных принципа: 1) любое вещество — газообразное, жидкое или твердое — состоит из мельчайших частиц, называемых молекулами. Впервые ученые могли убедиться в существовании молекул, наблюдая под микроскопом броуновское движение взвешенных очень малых частиц, которые находились в беспорядочном непрестанном движении под воздействием молекул жидкости. В настоящее время стало возможным некоторые молекулы наблюдать в ионный микроскоп; 2) молекулы любого вещества находятся в постоянном хаотическом, беспорядочном движении. Именно на этом основании теплоту часто определяют как форму беспорядочного движения молекул вещества; 3) интенсивность движения молекул зависит от температуры вещества. Основываясь на этих принципах и используя соответствующие идеализации и допущения, молекулярно-кинетическая теория строит свои модели для объяснения структур и свойств газов, жидкостей и твердых тел. Сопоставляя выводы теории с опытом, исследователи вносят коррективы и дополнения в свои модели и тем самым добиваются большей адекватности своих теоретических описаний. Однако теоретическое описание, несмотря на большую точность и глубину, представляет собой весьма трудоемкий процесс, требующий больших интеллектуальных усилий и громоздких вычислений. Поэтому там, где это возможно, в частности при описании простых систем и процессов, он может быть заменен термодинамическим методом.

Энтропи́я (от греч. поворот, превращение) — понятие, впервые введённое в термодинамике для определения меры необратимого рассеивания энергии. Термин широко применяется и в других областях знания: в статистической физике как мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации как мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы, в исторической науке, для экспликации феномена альтернативности истории (инвариантности и вариативности исторического процесса). В современном виде впервые слово «энтропия» использовал Клод Шеннон.

Билет 23. Энтропия, вероятность, информация. Их взаимосвязь.

вероятность и Энтропия (от греч. entropнa — поворот, превращение), понятие, впервые введенное в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия широко применяется и в других областях науки: в статистической физике как мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации как мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы. Эти трактовки Энтропия имеют глубокую внутреннюю связь. Например, на основе представлений об информационной Энтропия можно вывести все важнейшиеположения статистической физики.

  В термодинамике понятие «Энтропия» было введено Р. Клаузиусом (1865), который показал, что процесс превращения теплоты в работу следует общей физической закономерности — второму началу термодинамики. Его можно сформулировать строго математически, если ввести особую функцию состояния— Энтропия.