- •Тема 1. Естествознание, его особенности и место в современной культуре
- •3.Основными элементами научного знания являются:
- •4. Естественнонаучная картина мира
- •5. Картины мира мыслителей древности
- •6. Механическая картина мира
- •8.Квантово-полевая картина мира
- •2. Формы научного познания
- •4. Особенные теоретические методы научного познания
- •Раздел 2. Современная физика: основные открытия, концепции и тенденции развития.
- •1. Структура и динамика естественнонаучного познания
- •2.Классификация элементарных частиц.
- •Теория кварков.
- •3. Общая характеристика физического взаимодействия
- •Типы взаимодействий
- •4. Пространство и время
- •5.Теория относительности
- •6. Общая теория относительности.
- •3.Принцип возрастания энтропии
- •2.Механический детерминизм.
- •3. Принцип возрастания энтропии
- •4. Принцип соответствия
- •5. Принцип дополнительности и соотношение неопределенностей
- •6.Принцип суперпозиции
- •1.Проблема химического элемента.
- •2. Концепции структуры химических соединений
- •3.Учение о химических процессах
- •4.Эволюционная химия
- •2.Современные концепции развития геосферных оболочек.
- •3.Литосфера как абиотическая основа жизни
- •2.Креационизм.
- •3.Гипотезы самозарождения
- •4.Гипотеза стационарного состояния.
- •5.Биохимическая теория.
- •6.Современное состояние проблемы происхождения жизни
- •3.Основы биоэтики.
- •4.Ноосфера
3. Принцип возрастания энтропии
Всякие естественные процессы сопровождаются возрастанием энтропии Вселенной; такое утверждение часто называют принципом энтропии. Также энтропия характеризует условия, при которых запасается энергия: если энергия запасается при высокой температуре, ее энтропия относительно низка, а качество, напротив, высоко. С другой стороны, если то же количество энергии запасается при низкой температуре, то энтропия, связанная с этой энергией, велика, а ее качество - низко.
Возрастание энтропии является характерным признаком естественных процессов и соответствует запасанию энергии при более низких температурах. Аналогично можно сказать, что естественное направление процессов изменения характеризуется понижением качества энергии. Такое истолкование связи энергии и энтропии, при котором энтропия характеризует условия запасания и хранения энергии, имеет большое практическое значение. Первое начало термодинамики утверждает, что энергия изолированной системы (а возможно, и всей Вселенной) остается постоянной. Поэтому, сжигая ископаемое топливо - уголь, нефть, уран - мы не уменьшаем общих запасов энергии. В этом смысле энергетический кризис вообще невозможен, так как энергия в мире всегда будет оставаться неизменной. Однако, сжигая горсть угля и каплю нефти, мы увеличиваем энтропию мира, поскольку все названные процессы протекают самопроизвольно. Любое действие приводит к понижению качества энергии Вселенной. Поскольку в промышленно развитом обществе процесс использования ресурсов стремительно ускоряется, то энтропия Вселенной неуклонно возрастает. Нужно стремиться направить развитие цивилизации по пути снижения уровня производства энтропии и сохранения качества энергии. Принцип возрастания энтропии сводится к утверждению, что энтропия изолированных систем неизменно возрастает при всяком изменении их состояния и остается постоянной лишь при обратимом течении процессов: Оба вывода о существовании и возрастании энтропии получаются на основе какого-либо постулата, отражающего необратимость реальных процессов в природе. Наиболее часто в доказательстве объединенного принципа существования и возрастания энтропии используют постулаты Р. Клаузиуса, В. Томпсона-Кельвина, М. Планка. В действительности принципы существования и возрастания энтропии ничего общего не имеют. Физическое содержание: принцип существования энтропии характеризует термодинамические свойства систем, а принцип возрастания энтропии - наиболее вероятное течение реальных процессов. Математическое выражение принципа существования энтропии - равенство, а принципа возрастания - неравенство. Области применения: принцип существования энтропии и вытекающие из него следствия используют для изучения физических свойств веществ, а принцип возрастания энтропии - для суждения о наиболее вероятном течении физических явлений. Философское значение этих принципов также различно. В связи с этим принципы существования и возрастания энтропии рассматриваются раздельно и математические выражения их для любых тел получаются на базе различных постулатов. Вывод о существовании абсолютной температуры T и энтропии s как термодинамических функций состояния любых тел и систем составляет основное содержание второго закона термодинамики и распространяется на любые процессы - обратимые и необратимые.