18_КСЕ_Самоорганизация
.pdfКОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
лекции
для студентов направления «Документоведение»
13.11.12 |
1 |
КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Модуль 2 Тема «Самоорганизация в
Природе»
13.11.12 |
2 |
Порядок-беспорядок в мире
Направленность процессов в Природе: Горячее тело передаёт тепло холодному.
Все материалы коррозируют, разрушаются.
Процессы возрастания беспорядка
13.11.12 |
3 |
:
"Теплом колёса что бы закрутить, Ракету в небо запустить, Науку как не продвигай вперед,
А часть тепла в "трубу" уйдет."
13.11.12 |
. |
4 |
|
Замкнутая система
В Термодинамике используется величина "энтропия"
"В абсолютно замкнутой системе все процессы сопровождаются увеличением энтропии.
Если абсолютно замкнутая система находится в состоянии равновесия, то её энтропия постоянна и равна максимальному (для данной системы) значению"
2-е Начало Термодинамики
13.11.12 |
5 |
Энтропия
«Изменение энтропии (греч. ἐντροπία - превращение, поворот) термодинамической
системы при обратимом процессе есть отношение общего количества тепла к величине абсолютной температуры»
Рудольф Клаузиус (1865)
Q
∆! ≥ T
"=" (равно) для обратимых |
">" (больше) для необратимых |
процессов |
процессов |
13.11.12 |
6 |
Замкнутая система
Любая замкнутая система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из
которого самопроизвольно выйти |
может |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равновесие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начальное |
|
Начальное |
||||||
состояние |
|
состояние |
все процессы в изолированной системе необратимы: газ самопроизвольно заполняет весь объем, но не
может самопроизвольно собраться в половине сосуда
13.11.12 |
7 |
Энтропия ÷ Вероятность
Людвиг Больцман (1877) связал энтропию с вероятностью данного состояния
S = kBlnW
W - термодинамическая вероятность осуществления данного состояния (число способов реализации состояния), kB=1,38*10-23 Дж/К (постоянная Больцмана)
Для системы, состоящей из большого количества беспорядочно двигающихся частиц (например, молекул), энтропия является параметром вероятности состояния этой системы (статистическая физика)
13.11.12 |
8 |
График распределения частиц (Максвелл)
Кривые распределения частиц со скоростями 70, 150 и 300 м/с |
9 |
13.11.12 |
S = kBlnW
Энтропия ÷ Вероятность
a
b
Равномерное распределение частиц с одинаковой скоростью (Ь) намного более вероятно, чем
разделение частиц на области высокой и низкой |
|
скорости, сконцентрированных в разных местах |
|
(а). |
10 |
13.11.12 |