Cтраница 2
ЭНТРОПИЯ - широко используемое в физике ( термодинамике), химии, биологии и теории информации понятие, обозначающее меру внутренней неупорядоченности системы. [16]
Все три описанные выше реакции протекают, несмотря на необходимость поглощения при этом теплоты, потому, что их продукты обладают большей внутренней неупорядоченностью, чем исходные реагенты. Пары воды характеризуются большей неупорядоченностью и, следовательно, имеют большую энтропию, чем жидкая вода. [17]
Если произвольное макротело изолировано от всех прочих тел и воздействий, будучи ограниченным определенным объемом пространства и определенной величиной внутренней энергии, то, в силу атомно-молекулярной природы, оно по истечении времени релаксации достигнет состояния термодинамического равновесия и в дальнейшем будет пребывать в нем практически неограниченно долго. С точки зрения внутренней неупорядоченности состояний макротел, всякий процесс релаксации представляет собой переход системы от состояний менее неупорядоченных в состояния более неупорядоченные вследствие общей неупорядоченности движений микрочастиц и их взаимодействий друг с другом. Однако для всякого изолированного макротела этот процесс ограничен, так как общее число микрочастиц и суммарная энергия их движения конечны. Поэтому при данных условиях изоляции в макротеле может быть достигнуто некоторое предельное состояние неупорядоченности, которым и является состояние термодинамического равновесия. [18]
Определяя энтропию макротел как меру их внутренней неупорядоченности следует иметь в виду, что в термодинамику эта величина была введена формально как функция состояния, появляющаяся при анализе эффективности циклических процессов и позволяющая в аналитической форме сформулировать второе начало термодинамики. Связь термодинамической энтропии с мерой внутренней неупорядоченности макротел была установлена позднее в статистической физике. [19]
Внутренняя энергия является монотонно возрастающей функцией энтропии вместе со своей производной, так как термодинамическая температура тел есть существенно положительная величина. Если фиксировать состояния тела, соответствующие низкой / и высокой 2 внутренней неупорядоченности, и сравнить приращения внутренней энергии [ ( A. [20]
В то же время всякий неравновесный процесс представляет собой переход системы от состояний более упорядоченных в состояния менее упорядоченные. Процессы, связанные с трением, теплопередачей и диффузией, также сопровождаются увеличением внутренней неупорядоченности системы. При трении работа внешних тел затрачивается на увеличение энергии хаотических тепловых движений микрочастиц тел системы. При теплопередаче то же происходит вследствие разности температуры тел системы и окружающей среды. При диффузии происходит проникновение микрочастиц одних макротел системы в другие макротела, в результате чего внутренняя неупорядоченность последних возрастает. [21]
Однако это заключение будет справедливо только для обратимых процессов, так как при необратимых процессах внутренняя неупорядоченность системы может меняться не только вследствие сообщения ей или отнятия от нее теплоты, но также вследствие диффузионных процессов. [22]
Когда система поглощает извне энергию в форме теплоты, то при этом одновременно возрастает ее внутренняя энергия и внутренняя неупорядоченность. Когда система теряет энергию, отдавая окружающей среде в виде теплоты, ее внутренняя энергия убывает и уменьшается степень внутренней неупорядоченности. Поэтому можно утверждать, что, при прочих равных условиях, внутренняя энергия любой системы является монотонно возрастающей или, во всяком случае, неубывающей функцией энтропии. [23]
В главе 3 было показано, что эффективность оператора вставки, примененного к массиву, является невысокой. Однако будучи примененным к упорядочению последовательностей, выделенных описанным в § 4.1 способом, оператор вставки оказывается значительно более эффективным. Действительно, если выделенная для упорядочения последовательность в исходном состоянии является случайной, то сложность ее упорядочения зависит только от ее длины, но не зависит от наличия или отсутствия других элементов массива. В результативность же оператора вставки входит не только составляющая, равная исходной степени внутренней неупорядоченности последовательности, снижающейся в результате упорядочения до нуля, но и составляющая, равная изменению степени ее взаимной неупорядоченности с остальными элементами массива. [24]
В то же время всякий неравновесный процесс представляет собой переход системы от состояний более упорядоченных в состояния менее упорядоченные. Процессы, связанные с трением, теплопередачей и диффузией, также сопровождаются увеличением внутренней неупорядоченности системы. При трении работа внешних тел затрачивается на увеличение энергии хаотических тепловых движений микрочастиц тел системы. При теплопередаче то же происходит вследствие разности температуры тел системы и окружающей среды. При диффузии происходит проникновение микрочастиц одних макротел системы в другие макротела, в результате чего внутренняя неупорядоченность последних возрастает. [25]