ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энтропия изолированной системы из "Теоретические основы теплотехники Издание 4 " Если рассматривать обратимое измене-/ ние состояния отдельного тела, то, как и / для газа, энтропия его увеличивается, когда тепло подводится к нему, и уменьшается, когда тепло отводится. Иначе обстоит дело, если речь идет об изолирован-5 ной системе тел, т. е. такой, которая не может обмениваться теплом с внешними по отношению к ней телами. Рассмотрим, что происходит с энтропией такой системы при аличии тепловых явленнй в ней. Возьмем простейший случай, когда такая система состоит из двух тел А к В (рис. [c.110] Подсчитаем изменение энтропии системы, если в ней происходит переход тепла от одного тела к другому, обусловленный наличием ко-нечной разности температур. Как было указано в 2-1, такой процесс необратим. Пусть ТI — температура тела А, а Тг — температура тела В, причем Г1 Гг. В течение всего процесса перехода теп ла температура тела А будет уменьшаться, а тела В — увеличиваться однако соотношение все время будет таково, что температура тела А все время будет больше температуры тела В. Только в самом конце процесса температуры тел сравняются, и процесс перехода тепла прекратится. [c.111] Отсюда приходим к выводу, что энтропия изолированной системы, в которой происходят необратимые процессы, возрастает. [c.111] Обнаружив это свойство энтропии, Клаузиус распространил его на все процессы, происходяш,ие во Вселенной. Его рассуждения сводились к следующему. [c.111] Всю Вселенную можно рассматривать как изолированную систему. Тепловые процессы, происходящие в ней, как, например, переход тепла от тел с высокой температурой к телам с низкой температурой, — это необратимые процессы. Такие процессы сопровождаются сглаживанием температур и ростом энтропии Вселенной. Отсюда рост энтропии, являющийся следствием необратимости происходящих тепловых процессов, есть мера обесценения энергии, или, как говорят, есть мера ее деградации. Своего максимума энтропия достигнет тогда, когда все температуры сравняются. Тогда, по Клаузиусу, кончится всякая жизнь. Наступит тепловая сме рть Вселенной. Этот вывод Клаузиуса, очевидно, приводит к представлению не только о конце , но и о начале , или сотворении , мира. [c.111] Отсюда следует, что второй закон термодинамики, устанавливающий рассмотренный здесь рост энтропии, не может считаться абсолютным, и распространение его на все явления Вселенной, из которых мнолие нам пока еще не известны, незаконно. Действительно, развитая трудами ряда ученых аука — статистическая механика, рассматривающая явления, происходящие в телах, как результат движения и взаимодействия отдельных молекул, устанавливает, что второй закон термодинамики и выведенные из него следствия, в частности возрастание энтропии в изолированной системе, не является абсолютным законом, а указывает лишь наиболее вероятное протекание явлений. Правда, вероятность именно такого результата настолько велика, что по расчету может пройти много миллионов лет, пока в телах обычных размеров удастся хотя бы на короткий момент заметить малейшие отклонения от закона роста энтропии, но в телах очень малых размеров, состоящих из небольшого числа молекул или находящихся в необычных для нас условиях, такие отклонения уже могут стать вполне реальными. [c.112] Поясним сказанное одним частным примером. [c.112] Согласно нинетической теории газов скорости отдельных молекул в данном объеме газа и при данной температуре имеют самые разнообразные значения, изменяясь от нуля до самых больших величин. Изучая распределение скоростей газовых молекул, т. е. вопрос о том, сколько молекул имеют ту или иную скорость, английский физик Максвелл воспользовался математической теорией вероятности, применимой к явлениям, носящим массовый характер. В данном случае это оправдывается тем, что число молекул громадно, а движение их в газе носит хаотический характер. [c.112] Применяя эту теорию к явлениям в газах, Максвелл показал, что при большом числе молекул и хаотическом их движении распределение скоростей молекул все же подчинено определенному закону. [c.112] По этому закону молекул с очень малыми или очень большими скоростями мало большинство же молекул обладает средними скоростями. [c.112] Рассмотрим явление теплообмена с точки зрения строения газа. При соприкосновении двух газов (через разделяющую их тонкую перегородку), имеющих разные температуры, мы всегда наблюдаем переход тепла от газа с высокой температурой к газу с низкой температурой. И это соответствует второму закону термодинамики. С точки зрения кинетической теории газов происходит это потому, что средняя кинетическая энергия молекул первого газа выше средней кинетической энергии молекул второго газа, и в общем при столкновениях первые передают часть своей энергии вторым. [c.112] чем в земных условиях, могут протекать явления и за пределами наших непосредственных наблюдений. Так, можно полагать, что за пределами земли, в космическом пространстве, где вещество сильно разрежено и температуры низки, явления протекают так, что они сопровождаются не ростом, а уменьшением энтропии и это компенсирует увеличение энтропии, происходящее на наших глазах. [c.113] Фридрих Энгельс говорит в Диалектике природы Мы приходим таким образом к выводу, что излученная в мировое пространство теплота должна иметь возможность каким-то путем — путем, установление которого будет когда-то в будущем задачей естествознания,— превратиться в другую фазу движения, в которой она может снова сосредоточиться и начать активно функционировать . [c.113] Некоторые открытия последних лет дают основание полагать, что в далеких пространствах Вселенной действительно происходят возрождение энергии и ее концентрация. Эти явления, следовательно, происходят с уменьшением энтропии и должны компенсировать рост ее, происходящий в наблюдаемых нами необратимых процессах. [c.113] Вернуться к основной статье