Естественно-научная картина мира. Нефедьев Ю.А - 198 стр.

UptoLike

197
Мысленный эксперимент состоит в следующем: предположим,
сосуд с газом разделён непроницаемой перегородкой на две части:
правую и левую. В перегородке отверстие с устройством (так
называемый демон Максвелла), которое позволяет пролетать
быстрым (горячим) молекулам газа только из левой части сосуда в
правую, а медленным (холодным) молекуламтолько из правой
части сосуда в
левую. Тогда, через большой промежуток времени,
горячие молекулы окажутся в правом сосуде, а холодныев левом.
Таким образом, получается, что демон Максвелла позволяет
нагреть правую часть сосуда и охладить левую без дополнительного
подвода энергии к системе. Энтропия для системы, состоящей из
правой и левой части сосуда, в начальном состоянии больше,
чем в
конечном, что противоречит термодинамическому принципу
неубывания энтропии в изолированных системах.
Парадокс разрешается, если рассмотреть замкнутую систему,
включающую в себя демона Максвелла и сосуд. Для
функционирования демона Максвелла необходима передача ему
энергии от стороннего источника. За счёт этой энергии и
производится разделение горячих и холодных молекул в сосуде, то
есть
переход в состояние с меньшей энтропией.
4.3.11. Энтропия в открытых системах
В силу второго начала термодинамики, энтропия S
i
замкнутой
системы не может уменьшаться (закон неубывания энтропии).
Математически это можно записать так: dS
i
0, индекс i обозначает
так называемую внутреннюю энтропию, соответствующую
изолированной системе. В открытой системе возможны потоки
теплоты, как из системы, так и внутрь неё. В случае наличия потока
теплоты в систему приходит количество тепла dQ
1
при температуре
T
1
и уходит количество тепла dQ
2
при температуре T
2
. Приращение
энтропии, связанное с данными тепловыми потоками, равно:
     Мысленный эксперимент состоит в следующем: предположим,
сосуд с газом разделён непроницаемой перегородкой на две части:
правую и левую. В перегородке отверстие с устройством (так
называемый демон Максвелла), которое позволяет пролетать
быстрым (горячим) молекулам газа только из левой части сосуда в
правую, а медленным (холодным) молекулам – только из правой
части сосуда в левую. Тогда, через большой промежуток времени,
горячие молекулы окажутся в правом сосуде, а холодные – в левом.
     Таким образом, получается, что демон Максвелла позволяет
нагреть правую часть сосуда и охладить левую без дополнительного
подвода энергии к системе. Энтропия для системы, состоящей из
правой и левой части сосуда, в начальном состоянии больше, чем в
конечном, что противоречит термодинамическому принципу
неубывания энтропии в изолированных системах.
     Парадокс разрешается, если рассмотреть замкнутую систему,
включающую в себя демона Максвелла и сосуд. Для
функционирования демона Максвелла необходима передача ему
энергии от стороннего источника. За счёт этой энергии и
производится разделение горячих и холодных молекул в сосуде, то
есть переход в состояние с меньшей энтропией.

             4.3.11. Энтропия в открытых системах

     В силу второго начала термодинамики, энтропия Si замкнутой
системы не может уменьшаться (закон неубывания энтропии).
Математически это можно записать так: dSi ≥ 0, индекс i обозначает
так называемую внутреннюю энтропию, соответствующую
изолированной системе. В открытой системе возможны потоки
теплоты, как из системы, так и внутрь неё. В случае наличия потока
теплоты в систему приходит количество тепла dQ1 при температуре
T1 и уходит количество тепла dQ2 при температуре T2. Приращение
энтропии, связанное с данными тепловыми потоками, равно:


                                 197