58. Симметрия в природе. Законы сохранения.

Симметрия называется глобальной, если параметр преобразования не зависит от пространственно-временных координат точки, в которой рассматривается поле.

Динамическая симметрия системы возникает, когда рассматривается преобразование, включающее переходы между состояниями симметрии с различными энергиями.

Приложение группы симметрии к физике адронов - это цветовая симметрия. Согласно определению цветовой симметрии каждый кварк имеет три возможных состояния, различающихся по квантовому числу, названному цветом, а преобразование цветового состояния можно производить независимо в разных пространственно-временных точках.

Широко известный закон, математически выраженный Эйнштейном формулой Е=mс2, относится к законам сохранения. Он является фундаментальным, определяющим границы применимости классических представлений при описании свойств микромира.

Д. Джоуль и, независимо от него, X. Ленц (1804-1865) открыли закон - количество теплоты, выделенной током, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению. Q = I2 R.

Закон сохранения полной энергии системы тел

Если в замкнутой системе действуют силы трения, то полная энергия системы уменьшается, что не означает ее исчезновения. Наличие трения приводит к увеличению кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия за счет уменьшения полной энергии.

Закон сохранения импульса

Данный закон представляет собой результат симметрии относительно параллельного переноса исследуемого объекта в пространстве, суть - однородность пространства. Так, в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Закон сохранения момента импульса

Он являет собой пример симметрии относительно поворота в пространстве (изотропность пространства).

Этот закон есть следствие неизменности мира по отношению к его поворотам в пространстве.

Закон сохранения заряда

Этот закон есть следствие симметрии относительно замены описывающих систему параметров на их комплексно-сопряженные значения.

Закон сохранения четности

Этот закон подразумевает симметрию относительно инверсии (зеркального отражения).

Закон сохранения энтропии

Этот закон есть следствие симметрии относительно обращения времени.

59. Элементы термодинамики. Термодинамические функции и законы. Критерии самопроизвольного протекания процессов в различных видах неравновесных систем.

Термодинамика — раздел прикладной физики или теоретической теплотехники, в котором исследуется превращение движения в теплоту и наоборот. В термодинамике рассматриваются не только вопросы распространения теплоты, но и физические и химические изменения, связанные с поглощением теплоты веществом, а также, наоборот, выделение теплоты в ходе физических и химических превращений.

Законы термодинамики

1-й закон термодинамики. Представляет собой формулировку обобщённого закона сохранения энергии для термодинамических процессов. В наиболее простой форме его можно записать как δQ = δA + d'U , где dU есть полный дифференциал внутренней энергии системы, а δQ и δA есть элементарное количество теплоты и элементарная работа, совершенная над системой соответственно.

2-й закон термодинамики: Процесс, при котором работа переходит в теплоту без каких либо других изменений в системе, является необратимым, то есть невозможно превратить в работу всю теплоту, взятую от источника с однородной температурой, не проводя других изменений в системе.

3-й закон термодинамики: Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю.

Термодинами́ческие потенциа́лы (термодинамические функции) — функции основных макроскопических параметров (температура, давление, энтропия и т.д.) термодинамической системы, характеризующие её состояние:

• внутренняя энергия

• энтальпия

• свободная энергия Гельмгольца

• потенциал Гиббса

• потенциал Ландау (большой термодинамический потенциал)