Законы сохранения и закон возрастания энтропии

Законы сохранения и закон возрастания энтропии [c.505]

Принцип возрастания энтропии не следует понимать как нечто абсолютное, как принцип, справедливый при любых условиях, в том числе для неограниченных масштабов времени и пространства. Иначе неизбежны выводы о тепловой смерти Вселенной. Принцип возрастания энтропии справедлив в условиях земных, околоземных и, возможно, в условиях Солнечной системы. В этих условиях все протекающие явления подчиняются двум принципам закону сохранения и превращения энергии и закону возрастания энтропии. Для обсуждения проблемы энтропии Вселенной наукой еще не накоплено достаточное количество фактов. [c.51]

Только соединение принципов возрастания и убывания энтропии совместно с законом сохранения и превращения энергии, совместимо с уверенностью ... что материя во всех своих превращениях остается вечно одной и той же, что ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен. .. (Энгельс, Диалектика природы , 1953 г., стр. 19). [c.75]

Система термодинамики, разработанная Клаузиусом, долгое время считалась классической. Характерной особенностью этой системы является то, что она опирается на два основных начала первое начало — закон сохранения и превращения энергии (применительно к тепловым и механическим явлениям) и второе начало — закон возрастания энтропии, который по своему существу является принципом односторонности в развитии природы. Это построение термодинамики сохранилось и по настоящее время. [c.15]

Для Клаузиуса принцип возрастания энтропии — это универсальный физический закон, не знающий никаких ограничений. Этот закон стоит рядом с законом сохранения и превращения энергии и вместе с ним определяет судьбы мира. Энергия мира остается постоянной. Энтропия мира стремится к максимуму. В этих двух фразах содержится предельно сжатое, но вполне отчетливое изложение космологических выводов, с необходимостью вытекающих из системы взглядов Клаузиуса. [c.138]

При таком понимании подлинное значение принципа возрастания энтропии определяется с большой отчетливостью. Это — частная закономерность, справедливая при определенных физических условиях. В других условиях должен быть справедлив прямо противоположный принцип — принцип убывания энтропии. Только такое соединение прямого и обратного принципа — принципа возрастания энтропии и принципа убывания энтропии — совместимо с законом сохранения и превращения энергии, совместимо с уверенностью ...что материя во всех своих превращениях остается вечно одной и той же, что ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен... >. [c.139]

Разумеется, истинный механизм возрастания энтропии в ударных волнах заключен в диссипативных процессах, происходящих в тех весьма тонких слоях вещества, которые в действительности представляют собой физические ударные волны (см. 93). Замечательно, однако, что величина этой диссипации целиком определяется одними лишь законами сохранения массы, энергии и импульса, примененными к обеим сторонам этих слоев их ширина устанавливается как раз такой, чтобы дать требуемое этими законами сохранения увеличение энтропии. [c.459]

Основа термодинамики—два экспериментально установленных закона первый и второй законы, или начала термодинамики. Первое начало термодинамики — принцип сохранения и эквивалентности приращения энергии второе начало термодинамики — принцип возрастания энтропии изолированных систем и необратимости внутреннего теплообмена. [c.6]

В книге рассказывается о тех сторонах развития общества, естествознания и техники, которые привели к формированию важнейших современных понятий энергия и энтропия , к открытию законов сохранения энергии и возрастания энтропии, а также о действии этих законов в окружающем нас мире при ооды и техники. [c.4]

Таким образом, как сказал один физик, в гигантской фабрике естественных процессов закон возрастания энтропии выполняет роль директора, предписывающего вид и направление сделок, закон же сохранения энергии играет лишь роль бухгалтера, который сводит кредит и дебет. [c.10]

Далее Ньютон определяет количество движения, как произведение массы тела на его скорость, считая эту величину векторной. Как и Декарт, он сводит все формы движения к механическому и даже не ставит вопроса о возможности превращения механического движения в другие формы, о чем говорил уже Лейбниц. Вопреки же Декарту он считает, что в мире не всегда имеется одно и то же количество движения... Движение может получаться и теряться. Но благодаря вязкости жидкостей, трению их частей и слабой упругости в твердых телах, движение более теряется, чем получается, и всегда находится в состоянии уменьшения... Мы видим, поэтому, что разнообразие движений, которое мы находим в мире, постоянно уменьшается и существует необходимость сохранения и пополнения его посредством активных начал (к активным началам он относил и тяготение). В последней фразе — уже чувствуется намек на закон возрастания энтропии. [c.86]

Закон возрастания энтропии в изолированной системе играет чрезвычайно важную роль. Можно сказать, что в известном смысле он физически содержательнее, чем закон сохранения энергии. В самом деле, закон сохранения энергии для изолированной системы утверждает, что переход из состояния / в состояние II возможен лишь при условии, что и = Щ — энергия системы в начальном состоянии равна энергии системы в конечном состоянии. Но если это условие выполнено, то с точки зрения энергетической столь же возможным является и обратный процесс перехода системы из состояния II в состояние I. [c.118]

Закон возрастания энтропии, понимаемый как универсальный принцип, несовместим с незыблемым законом превращения и сохранения энергии, противоречит ему, так, как, не требуя количественного изменения энергии, он утверждает качественное выражение энергии, потерю энергией основного свойства — способности к непрерывным превращениям. [c.74]

Закон возрастания энтропии может быть применим наряду с законом превращения и сохранения энергии, если он понимается как принцип, безусловно ограниченный на современном этапе пределами земного опыта. [c.74]

Теперь можно показать, чем отличается от остальных потоков он не подчиняется закону сохранения. Термический заряд в отличие от электрического может рождаться. Более того, специальный закон природы, имеющий такую же силу, как и закон сохранения энергии, гласит в изолированной системе при любых движениях энтропия возрастает. Эти два закона (сохранения энергии и возрастания энтропии) называют первым и вторым законами термодинамики. [c.13]

Глубокий смысл понятия эксергия вытекает из эквивалентности убывания эксергии и возрастания энтропии в изолированной системе. Убывание эксергии неизбежно в силу второго закона термодинамики. В отличие от энергии эксергия действительно означает способность производить работу. В обычной повседневной практике слова энергосбережение, экономия энергии на самом деле означают экономию эксергии. В силу закона сохранения материи суммарная масса всех веществ и соединений на земле остается постоянной. Вода любой степени загрязненности может быть очищена до питьевого качества — эта технология хорошо разработана, но она требует затрат эксергии. Любой металл может быть получен и из бедных руд, и из окислов, подобных ржавчине, но и этот процесс требует все больших затрат эксергии. [c.40]

При рассмотрении дефицита ресурсов часто говорят, что ограничена не только энергия, но и другие ресурсы — руды, воды, пища и т. д. На это можно возразить, что в силу закона сохранения вещества ни вода, ни металлы, ни углеводы или компоненты белков с нашей планеты не исчезают. Происходит загрязнение воды, окисление металлов, сжигание или разрушение углеводов и белков, но составляющие их элементы, безусловно, сохраняются. С точки зрения термодинамики, эти процессы — возрастание энтропии, а значит, потеря эксергии. Если найден надежный источник эксергии, например солнечный, то всегда можно очистить загрязненную воду, восстановить железо из ржавчины, синтезировать углеводы, а в будущем — и белки. [c.134]

Принципиальный интерес связан с необычным характером ударного сжатия вещества, которое происходит чрезвычайно быстро и, в отличие от изэнтропического, сопровождается резким возрастанием энтропии газа. В рамках гидродинамики идеальной жидкости, когда не учитываются диссипативные процессы (вязкость и теплопроводность), ударные волны появляются как поверхности математического разрыва в решениях дифференциальных уравнений. Гидродинамические величины по обе стороны разрыва связаны между собой и со скоростью распространения разрыва законами сохранения массы, импульса и энергии. При этом необратимость ударного сжатия и возрастание энтропии газа, протекающего через разрыв уплотнения, вытекают из этих законов. На самом деле во фронте ударной волны, который представляет собой, конечно, не разрыв, а тонкий переходный слой, протекают диссипативные процессы, о чем и свидетельствует факт возрастания энтропии. И действительно, в рамках гидродинамики вязкой жидкости разрывы исчезают и превращаются в слои резкого, но непрерывного изменения гидродинамических величин. [c.208]

Для изучения свойств разрывов будем исходить из общих законов сохранения массы, импульса, энергии, записанных в интегральной форме. Используем также закон возрастания энтропии. Здесь для простоты рассмотрим случай одномерного движения. В качестве контрольного объема взят цилиндр с осью Ох и основаниями единичной площади при [c.74]

Существенно, однако, что сама величина возрастания энтропии при ударном сжатии совершенно не зависит от механизма диссипации и определяется исключительно законами сохранения массы, импульса и энергии. От механизма диссипации зависит только ширина разрыва, т. е. скорость, с которой происходит необратимое нагревание газа, испытывающего ударное сжатие. Так, стакан горячей воды непременно остывает до вполне определенной, комнатной температуры, совершенно независимо от механизма теплообмена с окружающей средой, которым определяется лишь скорость остывания. [c.54]

Основные представления об ударных волнах были даны в гл. I. Показано, что уравнения гидродинамики идеальной жидкости допускают существование разрывных решений, которые описывают ударные волны. Гидродинамические величины плотность, давление, скорость по обе стороны поверхности разрыва связаны между собою разностными уравнениями, соответствующими дифференциальным уравнениям, которыми описываются области непрерывного течения. И те и другие уравнения являются выражением общих законов сохранения массы, импульса и энергии. Из законов сохранения следует, что на поверхности разрыва испытывает скачок (возрастает) и энтропия вещества. Величина возрастания энтропии в ударной волне определяется только условиями сохранения массы, импульса и энергии и термодинамическими свойствами вещества и совершенно не зависит от механизма диссипации, приводящего к росту энтропии. [c.359]

В дополнение можно отметить, что для диссипативной системы неприменимы термодинамические понятия, такие, как внутренняя или свободная энергия. В этой связи с самого начала можно было ожидать невозможности придать простой энергетический смысл отдельным членам в феноменологическом законе сохранения энергии. В силу сказанного становится понятным, почему в п. 1.2 принцип возрастания энтропии при исследовании тензора еу(м, к) удавалось учесть только при вещественных и А . Сделать то же самое и вообще детальнее исследовать энергетические соотношения для диссипативной системы (или для непоглощающей среды, но при комплексном к) можно только в результате более полного анализа свойств системы, требующего знания не только проницаемости Е/у( ), к). Результат такого анализа был в качестве примера приведен выще для простейшей модели плазмы (подробнее см. [41]), [c.102]

Движение ударной волны, как и всех других поверхностей разрывов, сильных и слабых, должно, кроме законов сохранения количества движения и энергии и закона возрастания энтропии, удовлетворять условиям совместности Адамара. Рассмотрим часть плоскости, в которой горизонтальная ось представляет расстояние вдоль нормали к поверхности разрыва, а вертикальная ось—время. Кривая с наклоном dt dn = представляет движение поверхности [c.30]

В основе терм один амики явлений переноса лежат два фундаментальных закона природы закон сохранения массы и закон сохранения и превращения энергии, а также принцип возрастания энтропии (второй закон класоической термодинамики) последний является основой теоремы Онзагера. [c.7]

Этот общий результат был назван Клаузиусом при нципом возрастания энтропии и использован при построении системы термодинамики его имени. По Клаузиусу в основе термодинамики лежат два фундаментальных физических принципа — закон сохранения и превращения энергии и закон возрастания энтропии. В системе Клаузиуса — это два равноправных, друг друга дополняющих принципа. Они представляют собой два начала термодинамики, в равной мере необходимых для ее обоснования. [c.138]

Таким образом, Клаузиус дополняет закон сохранения и превращения энергии другим принципс-м, который в его системе играет роль столь же универсального мирового закона.. В понимании Клаузиуса соотношение между обоими принципами заключается в том, что первый из них (закон сохранения и превращения энергии) выражает те количественные закономерности, которым подчиняются все вообще мыслимые процессы, а второй (закон возрастания энтропии) определяет, какие процессы реально возможны. [c.138]

Клаузиус, рассматривая Вселенную как замкнутую систему, испытывающую непрерывный ряд превращений, прищел на основании закона возрастания энтропии замкнутой системы к выводу, что по истечении достаточно больщого промежутка времени энергия Вселенной утратит полностью свою способность к превращениям, все имеющиеся во Вселенной разности температур выравняются, всякое макроскопическое движение прекратится и Вселенная перейдет в состояние покоя или тепловой смерти. Эта реакционная тео(рия, с неизбежностью приводящая к божественному происхождению или первоначалу Вселенной, подверглась уничтожающей принципиальной критике со стор.оны Энгельса, который показал, что теория тепловой смерти Вселенной противоречит основному абсолютному закону природы о сохранении и превращении энергии и неуничтожаемости движения. [c.107]

Выражения (71), (75), (77) для обратимых и (86), (91) и (92) для необратимых циклов и процессов являются наиболее общими математическими (формулировками второго закона термодинамики. Все они содержат новую тер.модинамическую величину — энтропию, поэтому второй закон термодинамики можно назвать законом возрастания эптропии, в то время как первый закон — законом сохранения энергии системы. Энергия изолированной системы постоянна, а энтропии [)астет. У казанные выше выражения второго закона термодинамики в обобщенной (форме характеризуются неравенствами (87), (90) и (91), представлсишчми в (форме [c.61]

Даже Планк — активный противник Маха и Оствальда— не разделял и взглядов Больцмана Это имело свою основу, — говорил он позже, — так как я в го время приписывал принципу возрастания энтропии такое же абсолютное значение, как и закону сохранения энергии . И это тот самый Планк, который с горечью писал в своей научной автобиографии, что никогда в жизни ему не удавалось доказать что-либо новое, как бы строго ни было это доказательство Только в 1900 году он изменил свои взгляды и присоединился к теории Больцмана. Тогда он и придал статистическому выражению энтропии известную теперь форму 5 = / lnW, где к — постоянная Больцмана, а W — термодинамическая вероятность. (число микросостояний — расположение частиц, их скорости, энергия, — с помощью которых может быть осуществлено данное макросостояние системы, характеризующееся давлением, температурой и т. д.). [c.166]

Одной из формулировок второго закона термодинамики, данной Клаузиусом, является закон возрастания энтропии (или обесценивания энергии) изолированной системы. Клаузиус придает закону возрастания энтропии характер универсального мирового физического закона, не знающего никаких ограничений и определяющего совместно с законом превращения и сохранения энергий еудьбы мпра. [c.73]

Но по второму закону термодинамики, за счет одних только внутренних процессов, без отбора тепла наружу, энтропия вещества не может уменьшаться. Отсюда следует невозможность распространения волны разрежения в виде разрыва, и из двух режимов, существование которых допускается законами сохранения массы, импульса и энергии, требование возрастания энтропии выбирает только один — ударную волну сжатия. Это положение носит совершенно общий характер и известно под названием теоремы Цемплена. В следующем параграфе будет показано, что в волнах слабой интенсивности при условии положительности второй производной (д р/дУ )з > О совокупности неравенств (1.86) или (1.87) выполняются одновременно, совершенно независимо от конкретных термодинамических свойств вещества. Это положение можно доказать и для волн не малой амплитуды и произвольного вещества. Единственное условие, которое накладывается на свойства вещества,— это чтобы ударная адиабата во всех точках была обращена выпуклостью вниз д р/дУ )ц > О, подобно тому как это имеет место для идеального газа с постоянной теплоемкостью. Подавляющее большинство реальных веществ обладает именно такими свойствами, так что утверждение о невозможности существования ударных волн разрежения имеет весьма общий характер (о некоторых исключениях речь пойдет ниже). [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...