Энтропия. Для уточнения физического содержания второго закона термодинамики

Для уточнения физического содержания второго закона термодинамики

Клаузиус ввел понятие энтропии. Энтропия означает

в переводе с латинского языка поворот, превращение. Энтропия выражала у Клаузиуса меру неупорядоченности изолированной термодинамической системы, т. е. переход подобной системы со временем к состоянию хаотического движения составляющих ее элементов.

Энтропия обозначается символом S, а ее изменение — ∆S. В дальнейшем это понятие уточнялось на основе новых термодинамических моделей, отличающихся

от моделей термодинамической системы в классической термодинамике. В частности, во второй половине ХХ в. стали рассматривать прирост энтропии за единицу времени в единице объема в открытых термодинамических системах как функцию диссипации (рассеяния) энергии.

Диссипативными системами называют термодинамические системы, в

которых функция диссипации (прирост энтропии) не равна нулю. В начале второго десятилетия ХХ в. стали пользоваться еще одним понятием, выражающим устойчивое поддержание упорядоченности термодинамической системы во времени. Это понятие называется негэнтропией. Введение этого понятия было связано с применением закона классической термодинамики к живым организмам. В результате было обнаружено существование в природе двух физических процессов: энтропийного и негэнтропийного.

Энтропийный означает, что любая термодинамическая система, изолированная

от внешней среды, переходит со временем от упорядоченного, структурного энергетического состояния к неупорядоченному, хаотическому движению составных ее элементов. Негэнтропийный означает, что организм стремится избежать перехода к состоянию хаоса и беспорядка. По второму закону классической термодинамики живой организм представляет единство положительной и отрицательной энтропии. Жизнь, как писал один из основателей квантовой механики Э. Шредингер, — это упорядоченное и закономерное поведение материи, основанное не только на одной тенденции переходить от упорядоченности к неупорядоченности, но и частично на существовании упорядоченности, которая поддерживается во времени. Это определение Э. Шредингера появилось уже в сороковых годах ХХ в. в его книге

«Что такое жизнь? (физический аспект клетки)» и было определенным обобщением дискуссий по поводу второго закона классической термодинамики Клаузиуса.

Обобщая свои исследования по термодинамическим системам, Клаузиус высказал следующие положения: энергия мира постоянна; энтропия мира стремится к максимуму.

Обобщение этих положений выразилось в знаменитой формуле: «Энергия —

царица мира, энтропия — ее тень».

Дата добавления: 2014-11-29