 |
|
Тема 4.3. Принцип возрастания энтропии
OОсновные понятия
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
Второй закон термодинамики как принцип возрастания энтропии в изолированных системах
Изменение энтропии тел при теплообмене между ними
Второй закон термодинамики как принцип направленности теплообмена (от горячего к холодному)
Второй закон термодинамики как утверждение о невозможности вечного двигателя второго рода
Энтропия как мера молекулярного беспорядка
Энтропия как мера информации о системе
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
& Краткое содержание
Основные понятия
Наиболее общей и универсальной количественной мерой физических и химических, а также некоторых биологических форм движения материи является энергия.
Энергия —
- это физическая величина, являющаяся общей количественной мерой движения и взаимодействия всех видов материи, всех ее структурных уровней;
- это способность тел совершать изменения во внешнем мире.
Изучением энергии, превращением энергии из одной формы в другие занимается термодинамика. Слово термодинамика происходит от греческого слова «термос» (тепло) и «динамос» (сила, мощь).
Законы термодинамики относятся к числу наиболее общих законов природы, которым подчиняются как живые, так и неживые тела. Этим законам подчиняются любые превращения энергии.
Исследованием энергии в макроскопических системах(т.е. рассмотрением общих свойств всей системы) занимается классическая (равновесная) термодинамика.
Классическая термодинамика (XIX в.) занималась изучением тепловых явлений без учета молекулярного строения тел.
Предмет исследований классической термодинамики – закрытые системы, т.е. системы, которые не обмениваются энергией, веществом и информацией с окружающей средой.
Неравновесная термодинамика изучает процессы в открытых системах, находящихся далеко от равновесного состояния.
Открытые системы – термодинамические системы, которые поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного притока извне и стока вовне вещества, энергии и информации (т.е. обмениваются с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом)).
К наиболее важному типу открытых систем относятся химические системы, в которых непрерывно протекают химические реакции, происходит поступление реагирующих веществ извне, а продукты реакций отводятся. Биологические системы, живые организмы можно также рассматривать как открытые химические системы.