Sleduyushchij razdel: CHto takoe fulereny? Vyshe po kontekstu: Kratkaya fizicheskaya enciklopediya1 Predydushchij razdel: CHto takoe energiya?

CHto takoe |ntropiya?

Vopros: CHto takoe |ntropiya? Gde vstrechaetsya? Sushchestvuyushchie formuly?

Otvet: Ot grecheskogo entropia -- povorot, prevrashchenie. Ponyatie entropii vpervye bylo vvedeno v termodinamike dlya opredeleniya mery neobratimogo rasseyaniya energii. |ntropiya shiroko primenyaetsya i v drugih oblastyah nauki: v statisticheskoj fizike kak mera veroyatnosti osushchestvleniya kakogo -- libo makroskopicheskogo sostoyaniya; v teorii informacii -- mera neopredelennosti kakogo-libo opyta (ispytaniya), kotoryj mozhet imet' raznye ishody. Vse eti traktovki entropii imeyut glubokuyu vnutrennyuyu svyaz'.

|ntropiya -- eto funkciya sostoyaniya, to est' lyubomu sostoyaniyu mozhno sopostavit' vpolne opredelennoe (s tochnost' do konstanty -- eta neopredelennost' ubiraetsya po dogovorennosti, chto pri absolyutnom nule entropiya tozhe ravna nulyu) znachenie entropii.

Dlya obratimyh (ravnovesnyh) processov vypolnyaetsya sleduyushchee matematicheskoe ravenstvo (sledstvie tak nazyvaemogo ravenstva Klauziusa)

\(S_{A}-S_{B}=\int_{A}^{B} \frac{\delta Q}{T}\),

gde \(\delta Q\) -- podvedennaya teplota, \(T\) -- temperatura, \(A\) i \(B\) -- sostoyaniya, \(S_{A}\) i \(S_{B}\) -- entropiya, sootvetstvuyushchaya etim sostoyaniyam (zdes' rassmatrivaetsya process perehoda iz sostoyaniya \(A\) v sostoyanie \(B\)).

Dlya neobratimyh processov vypolnyaetsya neravenstvo, vytekayushchee iz tak nazyvaemogo neravenstva Klauziusa

\(S_{A}-S_{B}<\int_{A}^{B} \frac{\delta Q}{T}\),

gde \(\delta Q\) -- podvedennaya teplota, \(T\) -- temperatura, \(A\) i \(B\) -- sostoyaniya, \(S_{A}\) i \(S_{B}\) -- entropiya, sootvetstvuyushchaya etim sostoyaniyam.

Poetomu entropiya adiabaticheski izolirovannoj (net podvoda ili otvoda tepla) sistemy pri neobratimyh processah mozhet tol'ko vozrastat'.

Ispol'zuya ponyatie entropii Klauzius (1876) dal naibolee obshchuyu formulirovku 2-go nachala termodinamiki: pri real'nyh (neobratimyh) adiabaticheskih processah entropiya vozrastaet, dostigaya maksimal'nogo znacheniya v sostoyanii ravnovesiya (2-oe nachalo termodinamiki ne yavlyaetsya absolyutnym, ono narushaetsya pri fluktuaciyah).

Podvodim itog: CHto by my ne delali -- entropiya uvelichivaetsya, sledovatel'no lyubymi svoimi dejstviyami my uvelichivaem haos, i, sledovatel'no, priblizhaem "konec sveta". Veroyatno, mozhno tochno podschitat', kogda on, to est' "konec sveta", nastupit, no ya dumayu, chto blizhajshie neskol'ko milliardov let mozhno ob etom ne bespokoit'sya.

Rekomenduemaya literatura: Lyuboj uchebnik po termodinamike, naprimer: Kubo R., Termodinamika, per s angl., M., 1970; Rumer YU.B., Ryvkin M.SH., Termodinamika, statisticheskaya fizika i kinetika.


baldin@inp.nsk.su
1999-05-25