Концепции современного естествознания. Материалы к семинарским занятиям. Ч.1. Браже Р.А - 123 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

123
так как логарифм произведения равен сумме логарифмов сомножите-
лей.
Такой подход к понятию «энтропия» был предложен в 1872 г. ав-
стрийским физиком Л. Больцманом, поэтому выражение (14.2) назы-
вается формулой Больцмана для энтропии. Здесь k = 1,38·10
-23
Дж/К—
постоянная Больцмана. Исторически же это понятие впервые было
введено немецким физиком Р. Клаузиусом в 1865 г. для термодинами-
ческих процессов.
Одним из фундаментальных принципов природы является прин-
цип возрастания энтропии: в изолированной системе энтропия не
изменяется при обратимых процессах и возрастает при необрати-
мых процессах. Обратимыми процессами называются такие процес-
сы, при которых систему можно вернуть в исходное состояние через
те же самые промежуточные состояния. Реальные процессы, как пра-
вило, необратимы, так как, вследствие трения, излучения, теплопере-
дачи и т. п. сопровождаются диссипацией энергии (от лат. dissipatio —
рассеяние). Действительно, в изолированной системе, при наличии
диссипативных процессов, происходит хаотическое перераспределе-
ние частиц по всем возможным состояниям, т. е. система становится
менее упорядоченной, поэтому ее статистический вес и энтропия воз-
растают, стремясь к максимально возможному значению, которое дос-
тигается в равновесном состоянии системы.
Очевидно также, что при температуре, равной абсолютному ну-
лю, когда всякое движение в системе прекращается, и, стало быть, она
характеризуется единственным доступным ей состоянием (W = 1), эн-
тропия системы обращается в нуль:
.0lim
0
=
→
S
T
(14.4)
Выражение (14.4) называется законом Нернста (в честь немецкого
физика и химика В. Нернста), или третьим началом термодинамики.
Из приведенных рассуждений ясно, что физический смысл эн-
тропии состоит в том, что она есть мера разупорядочения системы
или мера ее близости к хаосу.
Понятно, что в открытых системах, взаимодействующих с дру-
гими системами или отдельными телами, энтропия может и пони-
жаться. Тогда в системе имеет место упорядочение. Абсолютного
хаоса (по древнегреческой мифологии Chaos — беспредельное, бес-
форменное первородное состояние мира) в ограниченной части Все-
ленной не существует, так как, согласно (14.1), (14.2), для S → ∞ тре-
буется, чтобы число частиц в системе N → ∞.
14.2. Информация как мера упорядоченности системы

Страницы