ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Парадокс Гиббса. Изменение энтропии при неравновесных процессах из "Термодинамика " По той же причине эксперимент Сциларда не может служить основанием для отождествления физической энтропии, используемой в термодинамике, с информационной энтропией, введенной Шенноном. В эксперименте Сциларда вообще не требуется никакой предварительной информации о местонахождении молекулы после введения в цилиндр поршня, поскольку само движение поршня указывает на ее местонахождение и превращение теплоты в работу будет происходить независимо от того, где находится молекула. [c.166] Термодинамическая энтропия и энтропия информационБшх процессов — это разные величины, что видно хотя бы из того, что информационная энтропия не является термодинамическим параметром. [c.166] В литературе вначале отмечалось отличие этих двух величин, обозначаемых одним словом, но позже многие авторы последовали за Бриллюэном , отождествившим термодинамическую и информационную энтропии (одним из оснований для этого является мысленный эксперимент Сциларда). [c.166] Бриллюэн Л. Наука и теория информации. М., 1960. [c.166] То пересечения обеих кривых будет точкой фазового перехода при прохождении через Tq вещество изображается точкой на той кривой, которая соответствует меньшим значениям G. При фазовых переходах первого рода пересечение кривых Gi и ( 2 изображено на рис. 28, й. При фазовых переходах второго рода касательные к обеим кривым в точке перехода совпадают (поскольку энтропия выражается производной энергии Гиббса по температуре). При простом касании обеих кривых (рис. 28, переход происходить не может, ибо как при T Tq, так и при T Tq вещество все время находилось бы в одной и той же фазе. Поэтому в точке перехода две кривые, касаясь, пересекаются (рис. 28, в), что приводит к равенству не только первых, но и вторых производных от энергии Гиббса — энтропии и теплоемкости, А это соответствует фазовым переходам не второго, а третьего рода. На этом основании немецкие физики Э. Юсти и М. Лауэ пришли к выводу о невозможности фазовых переходов второго рода. [c.167] Ошибка приведенных рассуждений и вывода Юсти и Лауэ основывается на предположении существования перегретых и переохлажденных фаз при фазовых переходах второго рода (подобно тому, как при фазовых переходах первого рода), чего в действительности не наблюдается. Поэтому или правой (от точки перехода) ветви кривой Gi, или левой ветви на рис. 28,6 не существует. [c.167] Легкость скольжения коньков по льду. Известно, что точка плавления льда с повышением давления понижается. Основываясь на этой закономерности, скользкость льда, т. е. легкость скольжения коньков по льду, объясняют следующим образом под давлением острого конька лед плавится при температуре ниже 0° С, образуя жидкую смазку, которая и обеспечивает легкость катания по льду зимой. [c.167] Такое объяснение было дано около 100 лет назад английскими физиками Дж. Тиндалом и О. Рейнольдсом и получило широкое распространение , хотя оно совершенно не соответствует действительности. [c.167] Как теперь убедительно доказано экспериментально, скользкость льда обусловлена образованием в плоскости скольжения жидкой смазки при превращении в теплоту работы преодолевающих трение движущих сил. [c.168] Знак термодинамической температуры. Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц привели любопытное доказательство того, что термодинамическая температура Т может быть только положительной и что при Т 0 К было бы вообще невозможно существование равновесных тел. Приведем это доказательство. [c.168] В этом скачке энтропии смещения и состоит парадокс Гиббса по Гиббсу. [c.169] Выражения (9.4) и (9.2) совпадают и, по-видимому, на этом основании результат (9.4) ошибочно также называют парадоксом Гиббса . Но такой парадокс Гиббса в действительности является недоразумением, которое устраняется, если для энтропии идеального газа использовать правильное выражение (3.40), а не неверное (9.3). Парадокс Гиббса (9.2) остается и при использовании выражения (3.40) для энтропии идеального газа. [c.170] Иногда при обсуждении парадокса Гиббса допускается и другое недоразумение. При использовании правильного выражения (3.40) для энтропии газа предполагается, что так как, согласно (3.42), энтропия смешения не зависит от различия между газами, то возрастание энтропии должно иметь место и при смешении одинаковых газов и это обстоятельство называется парадоксом Гиббса . Такое понимание парадокса Гиббса также неверно, так как формулу (3.42) нельзя применять к смешению одинаковых газов (см. 16). [c.170] Встречаются и такие изложения парадокса Гиббса, в которых хотя и отмечается, что формула (3.42) неприменима для смешения тождественных газов, но тем не менее с помощью этой формулы вычисляется возрастание энтропии системы при смешении тождественных газов и утверждается, что энтропия возросла, а состояние системы не изменилось. В этом и состоит парадокс Гиббса . [c.170] Пусть некоторой системе при постоянном объеме сообщается одно и то же количество теплоты первый раз равновесно. [c.170] Вернуться к основной статье