Cтраница 2
В сооветствии с этим принципом возможны несколько типов самоорганизации материи, но реализуется та структура, которая обеспечивает минимальный рост или убывание энтропии. Поскольку убывание энтропии происходит в результате обмена системой энергией ( или веществом) с внешней средой, то в процессе эволюции системы самоорганизуются те диссипативные структуры, которые максимально способны поглощать внешнюю энергию и вещество. Процесс отбора в неживой природе подобен процессам, протекающим в живой природе. Это подобие носит функциональный характер. [16]
Хотя при изотермическом расширении идеального газа работа целиком совпадает с полученным количеством теплоты ( см. § 27.6), это не ведет к убыванию энтропии системы. Дело в том, что параллельно идет процесс расширения газа, сопровождающийся ростом энтропии. Этот компенсирующий процесс и снимает запрет, налагаемый вторым началом. [17]
Хотя при изотермическом расширении идеального газа работа целиком совпадает с полученным количеством теплоты ( см. § 27.6), это не ведет к убыванию энтропии системы. Дело в том, что параллельно идет процесс расширения газа, сопровождающийся ростом энтропии. Этот компенсирующий процесс и снимает запрет, налагаемый вторым началом. [18]
Связь этого выражения с термодинамическими величинами, конечно, дается формулой Эйнштейна, основанной па принципе - Больцмана [11] - Ар гумен т экспоненты и точности равон убыванию энтропии при ф лук ту а - циях. Поэтому флуктуации в неравновесном состоянии должны происходить как в равновесии, но г локальными значениями термодинамических пар а метр ОБ. Ясно, что, когда флуктуации происходят я неравновесных условиях, показатель экспоненты в (6.1) не может относиться к энтропии системы в целом, поскольку в этом случае неприменим принцип максимума - энтропии. Ло кальнтле потенциалы проявляют себя как флуктуациопные потенциалы, которые определяют вероятность отклонений термодинамических переменных от их средних значений в стационарном состоянии. В этом и состоит физическая причина того, что каждая переменная входит в локальный потенциал двояким образом - - как флуктуирующая величина и как среднее значение. [19]
В случае же систем, состоящих из небольшого числа частиц или малых частей большой системы, вероятности отклонений наблюдаемых величин от средних становятся не слишком малыми и процессы, связанные с убыванием энтропии, уже могут наблюдаться. [20]
В научной и учебной литературе часто приходится встречать утверждения о том, что закон возрастания энтропии и закон о существовании энтропии являются независимыми положениями, и поэтому с последним вполне совместимо противоположное утверждение - закон убывания энтропии или какое-нибудь другое. Как - мы видели, если принять термодинамическую температуру ( в случаях обычных систем) положительной, то с законом существования энтропии совместим только закон возрастания энтропии и несовместим закон убывания энтропии. [21]
Таким образом, если вообразить переход криссталл ( 0 К, р - 0) - насыщенный пар ( 0 К, р 0) - газ ( 1 К р 1 атм), то первая стадия ( сублимация при абсолютном нуле) даст бесконечно большое возрастание энтропии, а вторая стадия ( уплотнение, газа от р 0 до р 1 атм) даст бесконечно большое убывание энтропии. При какой-либо температуре, отличной от абсолютного нуля, но весьма близкой к нему, эти два изменения энтропии будут представлять собой чрезвычайно большие, но не бесконечно большие величины, и, оставаясь противоположными по зна Ку, они будут компенсировать друг друга так, что их алгебраическая сумма всегда будет численно равна энтропийной константе. [22]
В соответствии с этим принципом возможны несколько типов самоорганизации материи, но реализуется та структура, которая обеспечивает минимальный рост или убывание энтропии. Поскольку убывание энтропии происходит в результате обмена системой энергией ( или веществом) с внешней средой, то в процессе эволюции системы самоорганизуются те диссипативные структуры, которые максимально способны поглощать внешнюю энергию и вещество. Процесс отбора в неживой природе подобен процессам, протекающим в живой природе. Это подобие носит функциональный характер. [23]
Теория минимума диссипации энергии гласит: Если в данных конкретных условиях возможны несколько типов организации материи, согласующимися с другими принципами отбора, то реализуется та структура, которой отвечает минимальный рост ( или максимальное убывание) энтропии. Поскольку убывание энтропии возможно только за счет поглощения внешней энергии и ( или) вещества, реализуются те из мысленно возможных ( виртуальных) форм организации, которые способны в максимальной степени поглощать внешние энергию и ( или) вещество. [24]
В сооветствии с этим принципом возможны несколько типов самоорганизации материи, но реализуется та структура, которая обеспечивает минимальный рост или убывание энтропии. Поскольку убывание энтропии происходит в результате обмена системой энергией ( или веществом) с внешней средой, то в процессе эволюции системы самоорганизуются те диссипативные структуры, которые максимально способны поглощать внешнюю энергию и вещество. Процесс отбора в неживой природе подобен процессам, протекающим в живой природе. Это подобие носит функциональный характер. [25]
Больцмана, определяемая через ср. Поэтому убывание энтропии имеет не абсолютный, а вероятностный характер. [26]
Известно, что энтропия изотопной смеси газов всегда больше, чем энтропия отдельных элементов, составляющих эту смесь. В разделительной ступени за данный отрезок времени обеспечивается определенное убывание энтропии смеси двух изотопов, введенной в эту ступень. Величина этого убывания энтропии единицы массы смеси зависит как от состава изотопной смеси, так и от достигнутого уровня изменения энтропии, которым соответствует изменение концентрации или массовой доли разделяемых изотопов. [27]
Действительно, дискретность энергетических уровней, принимаемая в квантовой теории, лишь косвенно связана со стремлением энтропии к нулю. Точнее говоря, дискретность уровней сама по себе не означает, что убывание энтропии может быть заметно при температурах, достижимых в эксперименте, поскольку энергетические уровни больших ( макроскопических) систем расположены слишком близко друг к другу, чтобы их можно было различать в термодинамических экспериментах. Даже при самой низкой температуре, достигнутой в экспериментах, нельзя, вообще говоря, утверждать, что система находится в своем наинизшем квантовом состоянии. Тем не менее измеренные на опыте кривые AS ( Г), если их экстраполировать, начиная от экспериментально достижимых температур, стремятся к нулю по мере убывания температуры. Объяснение состоит в том, что асимптотические законы термодинамики при Т - О определяются плотностью энергетических уровней вблизи состояния с наинизшей энергией. Плотности уровней всех известных систем действительно стремятся к нулю с уменьшением энергии таким образом, что энтропия стремится к нулю при этих температурах. [28]
Принцип возрастания энтропии следует понимать как частную закономерность, справедливую лишь при определенных физических условиях подобно земным. В других, отличных от земных, условий должен быть справедливым принцип прямо противоположный-принцип убывания энтропии. [29]
Поэтому преобразование внутренней энергии в механическую не может быть единственным процессом. Параллельно с ним должен идти еще один процесс, ведущий к росту энтропии и компенсирующий убывание энтропии при преобразовании внутренней энергии в механическую. [30]