Возрастание энтропии принцип

Изменение энтропии как критерий направленности термодинамических процессов (принцип возрастания энтропии) [c.109]

На противоположном конце нашего ряда, во второй группе, находятся явления, которые не зависят от строения микроскопических частиц и специфических взаимодействий между ними, а следовательно, и от конкретных механизмов протекания процессов. Такие явления обусловлены интегральными свойствами характеристического ансамбля с колоссальным количеством "безликих" и независимых друг от друга участников. К ним относятся многие процессы, протекающие в газах, жидкостях, твердых телах диффузия, теплопроводность, растворимость, осмос, кинетика химических реакций и т.п. Описание поведения таких систем вне компетенции классической физики и квантовой механики. Это область равновесной термодинамики и статистической физики. Построение "науки о тепле" началось на чисто феноменологической основе с постулирования двух универсалей - принципа сохранения энергии и принципа возрастания энтропии. Установление второго начала термодинамики и введение понятия о необратимости самопроизвольно протекающих процессов существенно обогатили представление о времени. Обнаружилось неведомое для классической физики его свойство - направленность, критерием которой служит знак изменяющейся по ходу необратимого процесса энтропии. [c.21]

Следует указать важную особенность приведенных выше формулировок 2-го закона термодинамики. Они отражают необратимый характер термодинамических процессов и фактически отражают принцип возрастания энтропии (Л5>0). Они не могут быть интерпретированы с позиций принципа существования энтропии S = Q/T). Принцип существования энтропии определяет, что в равновесно протекающих процессах изменения проходят под действием энергии в форме теплоты. [c.87]

Чтобы обосновать это неравенство и установить такие фундаментальные широчайшие следствия этого неравенства, как теорема о возрастании энтропии, принцип положительной ( принцип максимальной ) работы и критерии термодинамического равновесия, мы должны прежде всего уточнить само разделение процессов на обратимые и необратимые. [c.71]

Первое начало термодинамики применимо не только к конечным, но и к сколь угодно малым и большим системам второе же начало ограничено как снизу , так и сверху . Подобно тому как нельзя применять принцип возрастания энтропии к микросистемам, так же нельзя и распространять его на процессы космического масштаба. [c.98]

Если объединить больцмановские представления об энтропии с законами термодинамики, мы придем к одному из наиболее важных принципов науки при всяком реальном, самопроизвольном процессе, включая химические реакции, неупорядоченность Вселенной обязательно возрастает. В любой изолированной системе, в которой полная энергия не может изменяться, самопроизвольной является реакция, при которой происходит возрастание энтропии (и неупорядоченности). Без постороннего вмешательства невозможен ни один процесс, результатом которого является повышение порядка, т.е. уменьшение энтропии. Поставляя в систему достаточную энергию, можно заставить протекать реакцию, даже если в результате нее происходит уменьшение энтропии. Но если не поставлять достаточной энергии, реакция, приводящая к повышению упорядоченности, никогда не произойдет. [c.57]

В реальных условиях процессы протекают с конечной скоростью, а, следовательно, термодинамически необратимо. Направление протекания процессов в изолированных системах определяется с помощью принципа возрастания энтропии. Этот принцип определяет, что энтропия изолированной системы при неравновесном протекании процессов в ней увеличивается. [c.83]

Нернст предложил следующую формулировку принципа положительной работы ( Теоретическая химия , 5-е изд., 1907) в природе сами собой могут происходить только такие процессы, при которых может быть получена положительная работа. Здесь содержание принципа положительной работы передано уже в более точном виде, но все же еще не безупречно, так как возможны различные толкования приведенного утверждения и, в частности, такие, которые могут привести к неправильным результатам. Ниже будет показано, в каких коррективах нуждается процитированное утверждение Нернста и как оно может быть выведено из теоремы возрастания энтропии или непосредственно из основного, термодинамического, неравенства. [c.101]

Отметим еще раз, что это высказывание экспериментально не поддается проверке и поэтому в принципе могло бы быть заменено на противоположное. Свойство возрастания энтропии при адиабатической изоляции, рассмотренное в 4, нельзя, следовательно, сформулировать с помощью эмпирической энтропии. Поэтому нужно привлечь метрическую энтропию, которая, согласно (10.23), дается выражением [c.61]

Статистический характер закона возрастания энтропии вытекает из самого определения энтропии (И1.63), связывающего эту функцию с вероятностью данного макроскопического состояния системы. Действительно, в системе в принципе возможны процессы как с увеличением энтропии (если исходное состояние неравновесное), так и с ее уменьшением (флуктуационные процессы). Однако равновесное состояние, которому отвечает максимальное значение энтропии изолированной системы, наиболее вероятно, причем для макроскопических систем максимум является чрезвычайно резким. Равновесному состоянию макроскопической изолированной системы отвечает почти весь объем энергетического слоя, и изображающая точка системы с вероятностью, близкой к единице, находится именно в этой области. Если система пе находится в состоянии, которому отвечает равновесное значение макроскопического параметра X (с точностью до интервала ДХ), она почти наверняка придет к этому состоянию если же система уже находится в этом состоянии, она очень редко будет выходить из него. [c.73]

Применение к вселенной термодинамических понятий, которыми оперируют в принципе возрастания энтропии, неосновательно. Эк- [c.98]

Итак, на основании второго начала термодинамики можно сделать вывод, что в системе, в которой поддерживаются постоянными температура и давление или объем, процессы идут в сторону уменьшения соответствующего термодинамического потенциала, и минимальное значение этого потенциала соответствует состоянию равновесия системы. Изменение энтропии в системе может быть как положительным, так и отрицательным. Естественно, что здесь нет никакого противоречия с вытекающим из второго начала термодинамики принципом возрастания энтропии, относящимся к изолированной системе, В соответствии с этим принципом, если в системе проходит процесс с уменьшением энтропии, то в окружающей среде, которую вместе с системой можно рассматривать как объединенную изолированную систему, должно произойти компенсирующее возрастание энтропии. [c.195]

В середине прошлого века Р. Клаузиус предельно кратко сформулировал содержание всей термодинамики в следующих словах Энергия мира постоянна энтропия мира стремится к максимуму . Однако из принципа возрастания энтропии Клаузиус сделал неправильный вывод о том, что мир стремится к тепловой смерти , к полному выравниванию температуры — состоянию, при котором прекратятся все процессы. Ф. Энгельс и [c.35]

С принципом возрастания энтропии в замкнутых системах связаны представления о тепловой смерти мира, впервые выдвинутые Клаузиусом, сформулировавшим основные положения термодинамики в виде двух утверждений энергия мира постоянна, энтропия мира стремится к максимуму. Отсюда делается вывод о достижении в результате односторонних процессов, протекающих в природе, конечного состояния равновесия, в котором энтропия мира максимальна и невозможны какие-либо дальнейшие изменения. На ошибочность таких представлений указывали классики марксизма. [c.44]

Это неравенство называют принципом возрастания энтропии. [c.53]

Совр. теория Р. п., развиваемая с 60-х гг. 20 в., рассматривает св-ва Р. п. на основе принципа соответственных состояний (см. Критические растворы). В рамках этой теории большое возрастание энтропии при образовании р-ра объясняется тем, что своб. объем при образовании р-ра существенно увеличивается для полимера и уменьшается для р рителя. С помощью эмпирич. параметров св-ва р-ра выражаются в приведенных к критич. состоянию величинах, причем наиб, простым способом параметры приведения определяются в новой теории Флори (1964). Совр. теория, в частности, удовлетворительно объясняет изменения кри-тнч. т-р растворения. [c.495]

Интересно отметить, что Карно обсуждал энтропийные эффекты еще до открытия закона сохранения энергии. Тем не менее мы называем закон сохранения энергии первым законом термодинамики, а принцип возрастания энтропии вторым законом термодинамики, хотя это и нарушает историческую последовательность их открытия. [c.50]

Согласно второму принципу термодинамики передача тепла от низшего температурного уровня к высшему может происходить только при дополнительной затрате энергии извне. Вводя понятие энтропии, можно этот принцип термодинамики сформулировать так всякий тепловой процесс, протекающий естественны.м путем (переход тепла от высшего температурного уровня к низшему), неизбежно сопровождается увеличением энтропии системы, т. е. возрастанием суммы энтропии всех тел, участвующих в процессе. Так. как при обратном процессе энтропия участвующих в нем тел должна была бы уменьшиться, то для его проведения необходимо одновременно осуществить дополнительный процесс, сопровождающийся таким возрастанием энтропии, в результате которого энтропия всей системы остается без изменения или увеличивается. [c.714]

Две родственные друг другу дисциплины — термодинамика и статистическая механика — имея одинаковый предмет изучения и исходя в своих дедуктивных построениях из равно надежных принципов, должны бы были приводить нас к тождественным следствиям. Но, хотя в основном их выводы равнозначны, имеются все же области, где обнаруживается несогласованность законов термодинамики с законами статистики. Например, абсолютная, сточки зрения термодинамики, односторонность в протекании неравновесных процессов (их необратимость ) с точки зрения статистической механики не является абсолютной направление какого-либо процесса, предсказываемое термодинамикой как обязательное, статистическая механика расценивает только как наиболее вероятное, допуская возможность противоположного направления процесса. Эта несогласованность (в особенности несогласованность термодинамической и статистической формулировок закона возрастания энтропии) многократно служила предметом оживленного, но не всегда продуктивного обсуждения. [c.10]

Хотя все возможные в принципе изменения должны когда-нибудь осуществиться, вероятны лишь те из них, которые сопровождаются общим возрастанием энтропии вселенной. В замкнутой системе при постоянных температуре и давлении (наи- более распространенные лабораторные условия) осуществимость реакции определяется уравнением свободной энергии [c.61]

Предложите схему демонстрационного устройства для иллюстрации принципа возрастания энтропии на основе представлений о статистическом распределении. [c.314]

Выше было показано, что классическая термодинамика построена на двух основных принципах на законе сохранения и превращения энергии и на принципе возрастания энтропии. [c.42]

Принцип возрастания энтропии вытекает из второго начала термодинамики, опирающегося на использовании квазиста-тических процессов, которые являются обратимыми. Характерным условием обратимости квазистатических процессов является их протекание бесконечно медленно во времени и при бесконечно малом изменении потенциалов. [c.42]

А. А. Акопян рассмотрел вопросы, связанные с обоснованием второго начала термодинамики (в частности, с принципами существования энтропии и термодинамической температуры и с принципами возрастания энтропии [11], с постулатом Каратеодори [12]). Он показал [13], что все законы смещения устойчивого равновесия являются разновидностями общего положения. [c.18]

Для равновесной статистической физики важно не столько возрастание энтропии при необратимых процессах, сколько свойство энтропии принимать максимальное значение, когда макросистема достигла равновесного состояния. Это свойство энтропии лежит в основе вариационного принципа, который может быть назван принципом максимума энтропии. С его помощью становится [c.73]

Например, необратимое возрастание энтропии в теплообменнике обратно пропорционально квадрату абсолютной температуры. Для теплообменника, в котором температура изменяется от комнатной до, например, 80° К, стоимость расходуемой (в виде работы) энергии превышает (больше чем в 10 раз) стоимость энергии, которая расходуется (в виде тепла) в теплообменнике с таким же общим изменением температуры, но работающем при температурах выше комнатной. Поэтому определение экономичности низкотемпературных установок представляет больший интерес, чем высокотемпературных, тем более что расход энергии может быть подсчитан довольно точно, тогда как первоначальная стоимость и другие расходы являются весьма неопределенными. Это прежде всего относится к теплообменникам, поскольку они являются основным источником термодинамической необратимости (ректификация в принципе обратима). Кроме того, их стоимость представляет собой значительную часть стоимости установок, работающих при температурах ниже 100° К. [c.248]

В термодинамике химических реакций принцип возрастания энтропии как критерий направленности и полноты их протекания играет особую роль. На основе этого принципа де Донде, трактуя химическую реакцию как необратимый процесс, предложил подсчитать некомпенсированную (по Клаузиусу) теплоту реакции или, лучше сказать, обусловленное протеканием химической реакции возрастание энтропии непосредственно в ходе ее течения. Для этого де Донде ввел новую функцию состояния — химическое сродство, которая характеризует и тесно связана с термодинамической необратимостью, а следовательно, и с возрастанием энтропии (см. также гл. УП). [c.112]

Предполагается, что все принципиально возможные механические состояния системы действительно осуществляются за время, равное или меньшее времени опыта. Далее, каждое состояние характеризуется числом, определяющим вероятность перехода системы в это состояние. Существование распределения таких вероятностей одновременно подразумевает существование величины, характеризующей собой усредненное количество информации, которая имеется относительно механической системы. Это усредненное количество информации (с точностью до знака и фактора пропорциональности) тождественно средней энтропии системы или термодинамической энтропии, если кривая распределения вероятностей представляет собой достаточно острый пик. Для макроскопического равновесного состояния функция распределения вероятностей может быть записана в явном виде, исходя из принципа возрастания энтропии. Эта функция полностью определяется значениями термодинамических переменных. [c.29]

Важную роль в установлении связи между термодинамикой и статистической механикой играет так называемая сумма по состояниям. Она формально является фактором Лагранжа при нормировании распределения вероятностей, исходя из принципа возрастания энтропии, и находится в простой взаимосвязи с теми (средними) термодинамическими потенциалами, которые соответствуют не зависимым друг от друга переменным системы. Обозначим через О сумму по состояниям в случае (а), тогда [c.30]

Отсюда вытекает, что второй закон термодинамики в форме принципа возрастания энтропии реальных изолированных систем дает возможность не только качественно характеризовать необратимые явления ( /5 сист = 50/7 > 0), но позволяет также количественно оценивать потерю эксергии системы вследствие необратимости протекающих в ней процессов (0= 7оД5 (. (,т)- [c.180]

Статья — О принципе возрастания энтропии . [c.278]

Другую часть общей теории, существенную при рассмотрении процессов кристаллизации, образует теорема о минимальной скорости возрастания энтропии [18]. Она требует, чтобы в стационарном состоянии скорость возрастания энтропии была минимальной. К этому минимальному значению вполне применим вариационный принцип, аналогичный используемому в термодинамике равновесных процессов принципу Гиббса о минимальности свободной энергии. К сожалению, можно показать, что этот принцип , хотя и применявшийся некоторыми исследователями к изучению роста кристаллов, может привести к неверным результатам при описании совсем простых систем (дискуссия Кана и Маллинза к статье Киркалди [22]). С другой стороны, дифференциальные уравнения переноса можно записать в вариационной форме и получить из них действительно верные результаты. [c.371]

С принципом возрастания энтропии в замкнутых системах связаны представления о тепловой смерти мира, впервые выдвинутые Клаузиусом, сформулировавшим,основные положения термодинамики в виде двух утверждений . энергия мира постоянна, энтропия мира стремится к максимуму. Отсюда делался вывод о достижении в результате односторонних процессов, протекающих в природе, конечного состояния равновесия, в котором энтропия мира максимальна и невозмо,жны какие-либо дальнейшие изменения. На ошибочность таких представлений указывали классики марксизма. Вселенная существует бесконечно, и, следовательно, она имела достаточно времени, чтобы достичь состояния любой смерти. Представления о конце приводят к представлению о начале. Таким образом, теория смерти вселенной ведет к предположению о боге — создателе вселенной. [c.35]

В предыдущей части преимущественное внимание было уделено логическому обоснованию основных теорем теории термодинамических потенциалов. Некоторым могло показаться, что метод, которым эти вопросы были разрешены, недостаточно краток. Такая мысль могла бы, в частности, возникнуть при сопоставлении предлагае юго изложения с тем, которое дано в книге Ван Лаара Шесть лекций о термодинамическом потенциале и его применениях к проблеме химического и физического равновесий . Эта книга содержит много интересных примеров, но есть опасение, что некоторых читателей она соблазнит чрезмерно кратким обоснованием теории, которое дано в начале книги. На протяжении пяти страниц Ван Лаару кажущимся образом удается вывести все основные положения теории. Однако, если внимательно вчитаться в изложение, нетрудно обнаружить, что Ван Лаар более или менее незаметно для читателя просто обходит трудности, которые для убедительности выводов следовало разъяснить и преодолеть. Сначала Ван Лаар иллюстрирует несколькими примерами теорему о возрастании энтропии, которая относится, как известно, к изолированной системе или, по меньшей мере, к адиабатно-изолированной системе. В следующем параграфе, где он подходит к определению понятия термодинамического потенциала, Ван Лаар пишет, что изменение энтропии dS = OQ/T -f -f Д, где под 8Q он подразумевает фактически сообщаемую системе теплоту, а под Д — некоторую величину, всегда положительную. Про это уравнение Ван Лаар утверждает, что оно якобы является записью закона возрастания энтропии. Однако если это уравнение относить к адиабатно-изолированной системе, то нет надобности писать oQ, потому что в этом случае, OQ = 0. Если же принять, как и делает дальше Ван Лаар, что oQ ф О, то нельзя упомянутое уравнение относить к неизолированной системе и нельзя понять, что хочет сказать автор, утверждая, что упомянутое уравнение вытекает из закона возрастания энтропии. Это крупное недоразумение не помешало, однако, Ван Лаару получить правильные следствия, так как в действительности соотношение dS = 6Q/T + Д при Д О представляет собой несовершенную запись молчаливо постулированного принцип максимальной работы, причем рассматриваемая Ван Лааром существенно положительная величина ГД есть не что иное, как разность (бЛтах — [c.226]

Энергетич. проблемы в Х.т. наиб, остро стоят в связи с процессами сушки и разделения смесей. Здесь наметились два направления - энергетич. оптимизация существующих процессов и разработка новых с низкой энергоемкостью. Так, для наиб, энергоемкого крупнотоннажного процесса разделения - ректификации - в качестве критерия оптимизации м. б. использовано произ-во энтропии. Наименьшее возрастание энтропии достигается в случае, коща произ-во ее однородно распределено по высоте колонны. Такой подход позволяет сформулировать новый принцип конструирования колонной аппаратуры (см. также Эксергетичесшй анализ). [c.241]

Дифференцируя левую часть уравнения (31) по Е при постоянном Р и учитывая, что Е = Е , находим, что при этих условиях первая производная равна нулю. Поскольку вторая производная 2Е положительна, очевидно, что при постоянном Р и стремящейся к нулю / система саморегулируется и достигается минимальное рассеяние энергии. Для рассматриваемой в данном случае изотермической системы это равнозначно минимальному возрастанию энтропии, что является частной формулировкой значительно более общего принципа, сформулированного При-гожиным [78, стр. 75—76]. [c.170]

Т. А. Афанасьева-Эренфест ссылается на неясность , которую она усматривает в том, что одно и то же начало (второе начало) представляется в двух совершенно различных обликах 1) как утверждение существования интегрирующего множителя для 8Q и 2) как утверждение о неуклонном возрастании энтропии при реальных адиабатических процессах . Проведя подробное обсуждение вопроса, Т. А. Афанасьева-Эрен ст приходит к выводу, что если отказаться от второго начала, то для построения термодинамики квазистатических процессов нужно исходить из четырех аксиом, а для нестатических процессов нужно присоединить еще две аксиомы. Я думаю, что в любой дисциплине, которая построена дедуктивно, можно указать немалое число примеров, когда из одного какого-либо принципа выводятся утверждения, между которыми трудно или даже невозможно установить логическую, связь, если отказаться рассматривать эти утверждения как следствие общего исходного принципа. Поступая подобным образом, можто измыслить множество неясностей , разбор которых будет представлять собой совершенно бесполезное усложнение науки. [c.85]

Нетрудно видеть, что этот принцип представляет собой перефразировку теоремы о возрастании энтропии (см. стр. 78). Действительно, поскольку всякое самопроизвольное неравновесное изменение состояния изолированной системы обязательно связано с увеличением энтропии, очевидно, что, когда энтропия изолированной системы максимальна, никакое самопроизвольное изменение состояния уже не может осуш,ествиться и, слёдовательно, система будет пребывать в устойчивом равновесии. [c.208]

Примените принцип возрастания энтропии (изименение поря-док-ьбеспорядок) к каким-либо изменениям общего характера. [c.51]

Принцип возрастания энтропии утверждает, что в некоторой степени обычно происходит каждый из этих процессов. (Вспо.м-ним, что все возможное обычно случается.) Но какая пз этих воз.можностей осуществляется в наибольшей. мере, зависит от сравнительных прочностей связей в фрагменте Н—О—X. Если связь X—О прочнее, будет отщепляться Н+, а если прочнее связь О—Н, в результате ионизации отщепляются гидроксильные ионы 0Н . Если обе связи прочные, не будет наблюдаться никакой за-.Л1ет1юй ионизации. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология