Cтраница 1
Процесс возрастания энтропии, рассматриваемый в термодинамике, в обычных условиях, необратим. [1]
Оказывается, что процесс возрастания энтропии за счет превращения механической энергии во внутреннюю компенсирует убыль энтропии при переходе теплоты от холодильника к нагревателю. Компенсирующий процесс снимает запрет, налагаемый вторым началом термодинамики, и делает возможным обратный цикл Карно. [2]
Термодинамика необратимых процессов занимается почти исключительно анализом процесса возрастания энтропии и изучением соотношений между скоростями и величинами сродства. [3]
Открытым вопросом остается проблема того, как осуществляется в природе переход от процессов возрастания энтропии к процессам убывания энтропии. [4]
При исследовании технических систем в качестве Т0 принимают температуру окружающей среды. Так как в природе все самопроизвольные процессы идут с переходом теплоты от тел более нагретых к менее нагретым, то процесс возрастания энтропии является основным естественным процессом. [5]
Особенность живого организма состоит в том, что он поддерживает себя на сравнительно низком уровне энтропии, пользуясь высококачественной энергией, за счет возрастания энтропии окружающей среды, а условием существования жизни является достаточность энтропийных запасов окружающей природной среды. Для обеспечения жизни окружающая среда должна находиться в достаточном упорядоченном состоянии. Существование и развитие жизни создают новые высокоупорядоченные системы, но при этом ускоряются процессы возрастания энтропии. В окружающую среду ( в космос) выносятся низкокачественные потоки энергии ( длинноволновые излучения) и другие отходы человеческой цивилизации. Жизнь создает актуальную упорядоченность из неактуальной неупорядоченности. При этом происходит увеличение энтропии в неактуальной части общей системы. В нашем случае актуальной подсистемой является биосфера на Земле, неактуальной - космическое пространство, откуда приходит солнечное излучение, дающее жизнь на Земле. Поэтому рост упорядоченности в биосфере Земли с большим избытком оплачен увеличением энтропии Вселенной. Главное при этом заключается в том, что происходит перемещение роста энтропии в неактуальные части системы. [6]
Сначала доказанному Больцманом утверждению об убывании / / - функции придавался смысл абсолютного закона - вероятностные предпосылки вывода не были отмечены. Больцман, установив, что периоды возврата чрезвычайно велики, показал, что согласие с принципом монотонного изменения / / - функции может быть восстановлено, если считать, что в действительности мы находимся на нисходящей ветви / / - кривой. Цермело отмечал невероятность подобного предположения, так как мы наблюдаем в природе не один процесс возрастания энтропии, а огромное число таких процессов, о каждом из которых пришлось бы сделать выдвинутое Больцманом предположение. [7]
Таким образом, эволюция во времени начального неравновесного состояния происходит следующим образом. За время релаксации достигается размешивание изображающих точек в энергетическом слое Г - пространства и происходит необратимый процесс с возрастанием энтропии системы. В ходе дальнейшей эволюции системы в течение промежутков времени, во много раз превышающих время релаксации, система в согласии с теоремой возврата будет вновь приходить в неравновесные состояния, и наблюдатель будет фиксировать процессы, идущие с убыванием энтропии. Для больших флуктуации времена возврата оказываются при этом крайне большими, на много порядков превышающими возможное время наблюдения. По отношению к таким флуктуациям эволюция оказывается практически необратимой. Если же речь идет о малых флуктуациях, то они могут повторяться часто, и тем чаще, чем меньше масштаб флуктуации. Тогда за время наблюдения процессы, идущие с убыванием энтропии, будут наблюдаться столь же часто, как и процессы возрастания энтропии ( рис. 115), а картина эволюции становится обратимой. Для ясного понимания причин этого двоякого характера картины эволюции состояния системы - необратимого при малых временах наблюдения и обратимого при больших - полезно привести еще следующую наглядную интерпретацию. [8]