Тема 25. Принцип возрастания энтропии

Знать: предмет термодинамики; основные формы энергии, их качественные различия; первый закон термодинамики; термодинамическое равновесие, его признаки; различные формулировки второго закона термодинамики, их эквивалентность; многогранный смысл энтропии (измеряемая физическая величина, мера некачественности энергии, мера молекулярного беспорядка); закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии; термодинамические условия существования и эволюции жизни на Земле;

уметь: применять знания по теме при анализе конкретных положений, примеров.

Рекомендуемая литература

№	Стр.		№	Стр.		№	Стр.
	от	до		от	до		от	до
1	85	93	9	163	186	13	124	142
4	169	215	11	65	77	14	145	155
7	173	178	12	152	165	15	190	212

Тезаурус

Формы энергии: тепловая, химическая, механическая, электрическая

Первый закон термодинамики — закон сохранения энергии при ее превращениях

Первый закон термодинамики как утверждение о невозможности вечного двигателя первого рода

Изолированные и открытые системы

Термодинамическое равновесие как состояние, к которому самопроизвольно стремится любая изолированная система Признаки равновесного состояния: - однородность - отсутствие потоков вещества, энергии, заряда и т.п. Второй закон термодинамики как принцип возрастания энтропии в изолированных системах

Энтропия как измеряемая физическая величина (приведенная теплота)

Изменение энтропии тел при теплообмене между ними

Второй закон термодинамики как принцип

направленности теплообмена (от горячего к холодному)

Качество (ценность) энергии

Высококачественные формы энергии: механическая, электрическая

Низкокачественная форма энергии: теплота

Понижение качества тепловой энергии с понижением температуры

Энтропия как мера некачественности энергии

Второй закон термодинамики как принцип неизбежного понижения качества энергии

Второй закон термодинамики как утверждение о невозможности вечного двигателя второго рода

Энтропия как мера молекулярного беспорядка

Второй закон термодинамики как принцип нарастания беспорядка и разрушения структур

Закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии

Энтропия открытой системы: производство энтропии в системе, входящий и выходящий потоки энтропии

Термодинамика жизни: добывание упорядоченности из окружающей среды

Тесты

832. Ломоносов В.М. открыл:

-: закон химической валентности;

-: периодический закон химических элементов;

-: закон сохранения и превращения энергии;

-: закон эволюции живой природы;

833. Высокое или низкое качество любой формы энергии определяется …

-: легкостью ее превращения в другие формы энергии

-: легкостью превращения других форм энергии в данную форму

-: температурой системы, которая обладает этой энергией

-: степенью изолированности системы, обладающей данной энергией

834. Некачественность энергетического запаса системы характеризуется …

-: энергией

-: энтропией

-: импульсом

-: потенциальной энергией

835. Энтропия является количественной мерой …

-: изменения энергии

-: и порядка, и хаоса

-: беспорядочности и хаотичности

-: упорядоченности

836. В процессе испарения жидкости энтропия вещества …

-: возрастает

-: не изменяется

-: уменьшается

-: сначала уменьшается, а затем увеличивается

837. Н. Винер – создатель кибернетики – науки об управлении, толковал ее как теорию организации борьбы с мировым беспорядком, с роковым возрастанием …

-: энтропии

-: энергии

-: пространства

-: массы

838. При нагревании тела его энтропия …

-: уменьшается

-: сначала остается постоянной, а затем уменьшается

-: возрастает

-: не изменяется

839. Энтропия системы служит мерой …

-: устойчивости системы к распаду

-: тепловой энергии системы

-: температуры системы

-: неупорядоченности и бесструктурности системы

840. Одна из формулировок второго закона термодинамики связана с таким понятием, как …

-: кристаллизация

-: асимметрия

-: бифуркация

-: энтропия

841. Энтропия для изолированных систем является … функцией.

-: неубывающей

-: дискретной

-: монотонно убывающей

-: осциллирующей

842. Согласно одной из формулировок второго закона термодинамики, с течением времени …

-: качество энергии изолированной системы повышается

-: структуры в изолированной системе разрушаются

-: энтропия изолированной системы убывает

-: полная энергия изолированной системы возрастает

843. В процессе кристаллизации вещества из раствора его энтропия…

-: увеличивается

-: уменьшается

-: не изменяется

-: сначала уменьшается, а затем увеличивается

844. При охлаждении тела его энтропия …

-: возрастает

-: не изменяется

-: сначала остается постоянной, а затем увеличивается

-: уменьшается

845. Энтропия как термодинамическая функция для замкнутых систем является … функцией.

-: монотонно возрастающей

-: неубывающей

-: дискретной

-: осциллирующей

846. Энтропия системы служит мерой …

-: полной энергии системы

-: низкокачественности энергии системы

-: количества движения в системе

-: механической энергии системы

847. Первый закон термодинамики – это закон сохранения …

-: всей энергии системы при ее превращениях

-: энтропии системы

-: кинетической энергии частиц системы

-: тепловой и механической энергии

848. В процессе плавления вещества его энтропия …

-: не изменяется

-: сначала остается постоянной, а затем уменьшается

-: уменьшается

-: возрастает

849. В процессе сублимации йода (переход из твердого состояния в газообразное) его энтропия …

-: возрастает

-: не изменяется

-: сначала увеличивается, а затем уменьшается

-: уменьшается

850. На основании первого закона термодинамики можно:

-: определить направление процессов

-: определить возможность протекания физических и химических процессов

-: рассчитать тепловой эффект процессов

-: провести расчеты теплового баланса

851. Согласно …, всякий раз, когда энергия переходит из одной формы в другую, она утрачивает часть своей способности производить работу, превращается в бесполезное тепло.

-: третьему закону термодинамики

-: первому закону термодинамики

-: второму закону термодинамики

-: закону сохранения импульса

852. Процесс расщепления сложных органических соединений на более простые молекулы, происходящий в живых организмах, сопровождается …

-: уменьшением энтропии организма

-: возрастанием энтропии организма

-: исчезновением энтропии

-: превращением энтропии в тепловую энергию

853. Функция состояния системы, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в изолированной системе, называется …

-: энтропией

-: импульсом

-: массой

-: энергией

854. Укажите правильное утверждение относительно соотношения второго закона термодинамики (закона возрастания энтропии) и эволюционных представлений.

-: факт биологической эволюции противоречит второму закону термодинамики, а это значит, что живые организмы не подчиняются обычным физическим законам

-: закон роста энтропии сформулирован для замкнутых систем, и не приложен напрямую к открытым системам – например, биологическим. Поэтому он не противоречит возможности развития эволюции

-: закон возрастания энтропии и беспорядка надежно подтвержден опытом, значит, противоречащая ему эволюционная теория неверна

-: поскольку закон возрастания энтропии противоречит эволюционной теории – основе биологии, которая лидирует в современном естествознании, то этот закон сейчас полностью отвергнут

855. Мерой рассеивания (деградации) энергии материи является …

-: самоорганизация

-: деструкция

-: бифуркация

-: энтропия

856. Одна из формулировок второго закона термодинамики гласит, что с течением времени …

-: качество энергии замкнутой системы повышается

-: тепловая энергия самопроизвольно переходит от горячих тел к холодным

-: в незамкнутой системе обязательно возникает упорядоченные структуры

-: энергия замкнутой системы не изменяется

857. Одной из формулировок первого начала термодинамики является закон …

-: сохранения массы

-: сохранения импульса

-: взаимосвязи между массой и энергией

-: сохранения и превращения энергии

858. Процесс получения информации соответствует процессу …

-: изоляции системы

-: повышения энтропии

-: понижения энтропии

-: стабилизации значения энтропии

859. В процессе плавления кристаллов при постоянной температуре энтропия системы …

-: уменьшается

-: увеличивается

-: падает до нуля при полном расплавлении

-: остается постоянной

860. Второй закон термодинамики называют законом …

-: рассеяния энтропии

-: возрастания качества энергии

-: нестабильности энергии

-: сохранения энергии при превращениях

861. Среди всех форм энергии наиболее низким качеством обладает …

-: тепловая энергия при низкой температуре

-: тепловая энергия при высокой температуре

-: химическая энергия

-: электрическая энергия

862. В термодинамике состояние системы задается …

-: температурой, давлением и объемом системы

-: распределением зарядов и физических полей в системе

-: волновой функцией системы

-: координатами и скоростями составляющих ее материальных точек

863. При нагревании тела его энтропия

-: уменьшается

-: возрастает

-: не изменяется

-: сначала остается постоянной, а затем уменьшается

864. Согласно одной из формулировок второго закона термодинамики, с течением времени …

-: энтропия замкнутой системы убывает

-: энергия замкнутой системы не изменяется

-: количество энергии незамкнутой системы повышается

-: структуры в замкнутой системе разрушаются

865. Гипотеза о тепловой смерти Вселенной вытекает из:

-: 1 закона термодинамики

-: 3 закона термодинамики

-: 2 закона термодинамики

-: 0 закона термодинамики

866. Энтропия:

-: это равновесное состояние

-: мера расстояния энергии и увеличения всех форм беспорядка

-: это источник деятельности сил, мера движения всех форм материи

867. В изолированной системе процессы протекают самопроизвольно в направлении:

-: роста энтропии системы

-: увеличение энергии Гиббса

-: увеличение энтальпии системы

-: уменьшения энтропии

868. В открытой системе при постоянных температуре и давлении процессы протекают самопроизвольно в направлении:

-: уменьшения энергии Гиббса

-: роста энтропии

-: возрастания энтропии системы

-: увеличения энергии Гиббса

869. Всякая термодинамическая система в любом состоянии:

-: обладает внешней энергией

-: обладает внутренней энергией

-: не обладает энергией

870. При включении напряжения плазма тлеющего разряда внутри люминесцентных ламп спонтанно и почти мгновенно превращается в смесь нейтральных газов (аргона и паров ртути). В таком процессе энтропия вещества внутри лампы …

-: возрастает, так как система сама переходит в более вероятное состояние

-: превращается в кинетическую энергию атомов

-: остается постоянной, так как масса газа внутри не изменяется

-: убывает, так как газ получается нейтральным

871. Средняя скорость молекул газа в объеме с более высокой температурой …

-: не зависит от температуры

-: одинакова в обоих объемах

-: больше, чем в объеме с меньшей температурой

-: меньше, чем в объеме с меньшей температурой

872. Если система переходит от менее упорядоченного состояния к более упорядоченному, то ее энтропия …

-: возрастает

-: уменьшается

-: превращается в энергию

-: остается постоянной