Занятия на "Якласс"

Задание на «Якласс» для 10 класса.

1. Прочитайте текст.

2. Скопируйте в свой текстовый документ.

3. Ответьте на вопрос, поставленный в начале статьи.

4. Выделите определение в тексте.

5. Согласны ли вы с последним утверждением

Что такое энтропия?

Самое общее определение энтропии такое:  энтропия это мера хаоса.  Утверждается, что в любой системе энтропия (хаос) может только возрастать, или, по крайней мере, оставаться постоянной. Понятие энтропии появилось в 50-е годы XIX века. Это был век пара и паровых машин. Тогда создавалась термодинамика –  наука об энергии теплового движения большого числа хаотически перемещающихся индивидуальных частиц в закрытых, изолированных,  системах  (котлы, поршни и т.п.). В закрытую и изолированную  систему ни вещество, ни энергия не могут войти или выйти. Именно с понятием изолированной системы   связано понятие энтропии  (второго закона термодинамики). На рис.1 показана схема закрытой системы — система из двух сосудов с разным составом газа в изолированных сосудах. Если кран, изолирующий сосуды, открыть, газ смешается. Порядка станет меньше, мера хаоса (энтропия) возростёт.

Создатели термодинамики никогда не подчёркивали, что к открытым системам понятие энтропии не применимо. Похоже, что они об этом никогда и не задумывались.  Об этом свидетельствует высказывание одного из создателей термодинамики  Клаузиуса (1822-1888):  «Энергия мира постоянна. Энтропия мира стремится к максимуму».

Однако «мир» является открытой, а не замкнутой системой. Открытая система   в физике  — это система , которая обменивается веществом и энергией с внешним по отношению к данной системе  миром, в отличие от замкнутой, изолированной системы. И вот, когда в XX веке пришла пора заняться научным изучением Космоса, понятие энтропии в полном соответствии с высказыванием Клаузиуса попытались применить и там. Но в космосе понятие энтропии очевидным образом не срабатывало.

Рис. 2

Рисунок 2 иллюстрирует образование звёзд в космических облаках. В хаотической туманности  гравитация создаёт уплотнения, из которых развиваются звёзды. То есть из хаоса рождается порядок.

 Почему же всемогущая энтропия в данном случае не сработала?

Ответ очевиден — энтропия обязана только увеличиваться в закрытой системе. На открытую систему,  каковой является туманность, второй закон термодинамики не распространяется. Если бы газовая туманность была закрытой системой, она всегда оставалась бы равномерным хаотическим образованием, что очевидно не так. Точно так же отрытыми системами являются галактики, скопления галактик, сверхскопления галактик и т.д. Однако и по сей день не прекратились попытки применения понятия энтропии ко всей Вселенной.

Космос – не единственная область, к которой понятие энтропии не применимо. Не применимо оно и к живому. Пытаясь сохранить применение энтропии в этой области, утверждают, что  что живой организм уменьшает свою энтропию за счёт создания вокруг себя ещё большей энтропии. Но где вы видели ЖИЗНЬ, состоящую из одного организма? Их мириады в морях, лесах и т. д.  Все они взаимосвязаны. Даже лес сам по себе – это сообщество растительных и животных организмов, каждый из которых уменьшает энтропию.

Что можно сказать в заключение этого обзора? Закон роста энтропии применим только к неживым изолированным системам.

К неживым, но неизолированным системам, или к ЖИЗНИ В ЦЕЛОМ закон роста энтропии не применим.