Концепции современного естествознания


Лекция 12. Основные положения термодинамики. Возникновение синергетики



страница20/64
Дата30.07.2018
Размер2.74 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   64
Лекция 12. Основные положения термодинамики. Возникновение синергетики
Если классическая механика и астрономия описывали детерминированные обратимые процессы, то биология, геология, антропология, социальные науки описывали процессы необратимые, изменяющиеся во времени, и имеющие свою историю. Хотя в качестве переменной время входит во все уравнения классической и квантовой механики, оно, тем не менее, не отражает внутренние изменения, которые происходят в системе.

Физики, изучавшие тепловые процессы в рамках физической науки термодинамики, также столкнулись с необратимыми процессами.

Классическая термодинамика возникла в середине XIX века. Ее создавали такие крупнейшие физики, как С. Карно, Д. Джоуль, Д.Томсон, Р. Клаузиус, Л. Больцман и др.

Классическая термодинамика – это наука о передаче, распространении, превращении теплоты и других форм энергии.

Самым очевидным являлся факт, что распространение тепла представляет собой необратимый процесс. К примеру, тепло, возникшее в результате трения или какой-либо механической работы, невозможно снова превратить в энергию и использовать для производства работы.



Первый закон термодинамики - Р.Клаузиус (1822-1888): Если к системе подводится тепло (Q) и в ней производится работа (А), то внутренняя энергия всей системы возрастет до величины (U).

U = Q + A


Внутренняя энергия системы (U) показывает, что тепло полученное системой не исчезает, а затрачивается на увеличение внутренней энергии. Величину внутренней энергии можно увеличить двумя эквивалентными способами: произведя над телом механическую работу (А) или сообщая телу количество теплоты (Q).

∆U = А + Q



Работа (А) может быть определена как мера изменения энергии системы. Работа может быть произведена за счет приложения силы к телу или за счет уменьшения потенциальной энергии тела и перехода ее в кинетическую энергию.

Теплота (Q) есть проявление кинетического движения молекул. Поэтому понятие теплоты и работы рассматривают как эквивалентные и выражают в джоулях (дж). Единица измерения теплоты, дожившая с тех времен до наших дней – “калория”.

В 1827 году был сделан вывод о том, что теплота и механическая работа обратимы одна в другую.

Всеми явлениями природы управляет закон сохранения и превращения энергии: энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает бесследно; количество энергии в природе неизменно, она только переходит из одной формы в другую.

Первая формулировка второго закона термодинамики принадлежит Жозефу Фурье: теплота переносится от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. Обратный процесс невозможен. Это приводит к выравниванию температуры во всех точках пространства изолированной системы.

Было показано, что явление теплопроводности представляет собой необратимый процесс.



Вторую формулировку второго закона термодинамики предложил Р.Клаузиус: энтропия замкнутой системы (то есть системы, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией, ни информацией) при протекании в ней необратимых процессов постоянно возрастает.

Понятие энтропии было введено Р.Клаузиусом. В переводе с греческого энтропия означает “поворот”, “превращение”. Энтропия означает хаос, беспорядок, дезорганизацию в системе. Энтропия также означает постепенное «забвение» частицами первоначальной асимметрии и переход к состоянию симметрии и энергетического выравнивания. Чем более упорядочена система, тем меньше энтропия.

Энтропия в замкнутой системе при протекании обратимых процессов (например, колебательных) постоянна.


Каталог: doci -> kafedri -> phil
phil -> Примерная тематика докладов аспирантов по философии науки в 2015-2016 уч г. Общие проблемы философии науки «Венский кружок»
phil -> Примерная тематика рефератов аспирантов по истории науки в 2015-2016 уч г
phil -> Вопросы к экзамену по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Кандидатский экзамен по истории и философии науки
phil -> Чернов С. А. Начала философии. Ч. 2 – Учеб пособие – спбгут спб, 2005
phil -> Ш37 Рецензент
phil -> Вопросы к зачёту по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Русская философия о роли личности в истории государства


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   64


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница