Що е ентропия
 |
В средата на 19-ти век немският учен Клаузиус формулира втория принцип на термодинамиката (първият е за съхранението на енергията), който опростено звучи така:
|
Като мярка за необратимото разсейване на енергията Клаузиус въвел термина ентропия (от гр. "ен" – в, вътре и "тропе" – превръщане).
Ентропията е функция на състоянието на системата (повече за системите тук), тоест на всяко състояние може да се съпостави напълно определено значение на ентропията.
За обратими (равновесни) процеси например изменението й се изразява така:
S =Qmin /T , където
Qmin е минималната топлина, поддържаща системата в обратим изотермичен процес, а
Т е абсолютната температура на процеса.
Изменението на ентропията при различните процеси в системите е:
- в самопроизволни процеси S> Qmin /T
- в равновесни процеси S = Qmin /T
- в несамопроизволни процеси S < Qmin /T
За изолираните системи, в които dQ = 0:
- в самопроизволни процеси S> 0
- в равновесни процеси S = 0
- в несамопроизволни процеси S < 0
Ентропията е мярка за случайността или безпорядъка в една физична система. Тя изразява броя на възможните конфигурации или подреждания на съставните елементи на системата, при които нейният общ изглед, т.е. форма и физични характеристики, не се променя.
|
Втория принцип на термодинамиката може да се формулира и така: При самопроизволни процеси в системи, имащи постоянна енергия, ентропията винаги нараства. Изводът е: каквото и да правим – ентропията ще се увеличава, с всяко свое действие само ще увеличаваме хаоса, и, следователно, ще приближаваме "края на света". |
 |
Краят на света
Физическият смисъл на нарастването на ентропията се свежда до това, че състоящата се от множество частици изолирана (с постоянна енергия) система се стреми да мине в състояние с най-малка подреденост на движението на частиците. Това е и най-простото състояние на системата или термодинамично равновесие, при което движението на частиците е хаотично. Необратимата посока на процесите на преобразуване на енергията в изолираните системи рано или късно води до превръщането на всички видове енергия в топлинна. Тя ще се разсее и равномерно ще се разпредели между всички елементи на системата. Максималната ентропия означава пълно термодинамично равновесие, престават всякакви непроизволни премествания на атоми и молекули, прекратява енергообмен както между отделните части на системата, така и с окръжаващата среда – настъпва статистически или термодинамичен хаос.
Ако Вселената е затворена, то я чака топлинна смърт. Древните гърци твърдят, че тя е възникнала от хаоса, а по предположенията на класическата термодинамика, тя ще се завърне отново там. Общият извод е печален. Възниква обаче един въпрос:
Ако Вселената еволюира само към хаос, то как е могла да възникне и стигне до сегашното структурирано състояние?
Класическата термодинамика се формирала в епоха, в която никой не поставял под съмнение стационарния характер на Вселената. По това време единствената сянка върху законите на термодинамиката се хвърляла от дарвиновата теория на еволюцията. Според нея процесът на развитие на растителния и животински свят се характеризира с непрекъснато усложнение, с все по-висока организация и ред. Живата природа се съпротивлява на термодинамичното равновесие и хаос. Явно законите на развитието на неживата и живата природа взаимно си противоречат.
Черните дупки
През 1969 Уийлер (J. A. Wheeler) изказва хипотезата: ако хвърлим в черна дупка горещо тяло, което има определена ентропия, то ние намаляваме ентропията на останалата част на Вселената…
Универсален ли е Втория принцип на термодинамиката?
След замяната на модела на стационарната Вселена с развиващ се, в който се проследява нарастващо усложнение на организацията на материалните обекти от елементарни и субелементарни частици в първите мигове след Големия взрив до звездните и галактически системи, несъответствието на принципите на термодинамиката станало още по-очевидно. Ако принципът за нарастване на ентропията е толкова универсален, то как са могли да възникнат такива сложни структури? Случайно?
Излиза, че материята е способна да извършва работа и против термодинамичното равновесие, да се самоорганизира и самоусложнява. Във философията това се приема отдавна, но във фундаменталните естествени науки (физика, химия) се гледа съвсем отскоро сериозно на проявите на антиентропийни процеси.
Разработването на теорията за самоорганизацията започва само преди няколко десетилетия. Днес тя се развива по няколко направления:
- синергетика (Херман Хакен)
- неравновесна термодинамика (Иля Пригожин) и др.
Изследвани са не само експериментално, но са получили и теоретична обосновка такива явления като самоорганизацията на макросистемите във вид на дисипативни структури от И. Пригожин, автовълните в периодичните реакции на Белоусов и Жаботински и др.. Тези открития дали възможност за разглеждане не само на проблемите на самоорганизацията, но и на възникването на живота.
Неинтелигентният дизайн
![begem0t::b[io]log-пей ми пенке ле, кой ли ми те слуша](http://bgchaos.com/frends/begemot.png){kind=small}
Прочетете три пъти “Диалектика на природата” и ще стигнете до “ТОПЛО”
Чудесно написано! Отнася се за всичко в сайта.
Самоорганизацията не е проблем, ако допуснем, че вещевите обекти се образуват непрестанно, с огромна честота на образуване, върху неподвижна (за нас) пространствена решетка от частици на физически вакуум с размер около 10^(-26)m.
Имам такава хипотеза – изгражда света, без проблемите и парадоксите на СТО и ОТО, като не ги отрича, а напротив – дообеснява ги.
Самоорганизацията се дължи на Пета сила (не съвпада с измислените, досега ) – “темброва” зависимост между вещевите частици при взаимодействия..
Известно е, че взаимодействията протичат с обмен на фотони на елмагн. поле. Грави – взаимодействието е резултат от “подреждане” на физ.вакуум следствие на наличие на вещеви обект, магнитното – също.
При резонанс на темброва съставка в носещите вълни – се получава сила на привличане между “еднаквите” обекти (като излъчватели на “подреждане” във физ. вакуум – заради самото си съществуване).
Така, самоорганизацията, не е “патент” само на живото, а на всичката материя във Вселената. Еволюционно – бързо се достига до “живо” – заради Петата сила.
Не съм съгласен че ентропията нараства във вселената. Хаосът не може да се самоорганизира . Нито в органичната нито в не органичната материя е възможно от хаотично състояние от самосебе си да възникне подредба . Например , при термодинамичното равновесие , има нарастване на хаосът , ентропията , но това е само до моментът на изравняване на температурата между термодинамичните системи . След което ентропията започва да намалява , телата истиват като отдават топлината си в околното пространство под формата на инфрачервени електромагнитни вълни . Така че хаосът намалява . хаосът не е нищо определено и той е само преходът между различните по вид подредби във вселената .
Хаосът може да се самоорганизира и такива примери съм посочила в този сайт: Клетките на Бенар, реакцията на Белоусов-Жаботински. Вие самият накрая казвате, че хаосът “е само преходът между различните по вид подредби във вселената”.
А концепцията за непрестанно нарастващата ентропия е малко остаряла. Ако тя беше вярна, но в началото, при Големия взрив, при раждането на Вселената, материята би трябвало да е свръхподредена, а това хич не е било. По-скоро това е било съпроводено от чудовищен взрив на ентропия. Иначе не биха се появили елементарните частици – те са рожба на квантови флуктуации, не би се появил и Живота.
Седя си на стола и се оглеждам. Нищо около мене не проявява склонност към самоусложняване. Компютърът ми няма склонност да работи по-бързо, пералнята не започва да пере по-добре. Напротив, всичко, оставено без грижи, всичко се разрушава, чупи, разваля се, т.е. стреми се към увеличаване на ентропията, към хаос. А казвате, че отвъд онова, което мога да пипна и да проуча, всичко останало има склонност към самоусложняване. Елементарните частици се групират в атоми, те в молекули и така докато стигнем до звездни системи и галактики всичко има тенденция да се самоорганизира. В живата природа е същото: от прости химикали се самоорганизира живот, който се самоусложнява от едноклетъчни до бозайници. Самоорганизират се кръговрат на водата и на веществата, стабилни екосистеми и какво ли още не се самоорганизира и самоусложнява. Само моята кола не иска да еволюира до някое БМВ, например.
Та питането ми е: не ви ли се струва подозрително това само-създаване, само- усложняване, тази само-организация? Защо в ежедневието всичко проявява склонност към само-счупване, само-разваляне, само-разрушаване, а в микро и макро света (елементарни частици и галактики), в далечното минало (създаването на живота и еволюцията до гръбначни животни и висши растения) е точно обратното?
Отговорът е: На самоорганизация са способни откритите неравновесни системи, обменящи енергия с външната среда. Повече в “Системите“. Вашата кола не е открита неравновесна система, нали? Но такива са живите организми например. И те могат да се “пипнат и проучат”. Да, процесът на еволюцията на живите организми е бавен, в сравнение с един човешки живот, както и промените в космоса, затова Ви изглеждат неизменяеми, но има “косвени улики” – в палеонтологията, следи в ДНК, рудименти, фоновото лъчение.
Уважаема Ваня, написаното във Вашия сайт говори за Вашата висока ерудиция и интелигентност. Ето защо, не трябва да си позволявате твърдения като „Хаосът може да се самоорганизира”. Дадените примери са неудачни. Първо защото имаме в най-добрия случай циклични процеси, но не и самоорганизация. Неслучайно те са съответно на 110 години (Бернар) и на 50 години (Белоусов – Жаботински). Ако хаосът има тенденция да се самоорганизира, щяхте да посочите примери от миналата година, например. По-лесно е да се предположи, че визираните в тях явления се дължат на още неизвестни физически или химически закони, а не на самоорганизация на хаоса. Нали така ни учи Бръсначът на Окам?
Второ и може би по-съществено: Хаосът е липса на ред. Ако се самоорганизира, то това не е хаос, а нещо друго. Самоорганизацията предполага генериране на информация, а това ми се вижда много съмнително. В една ДНК молекула има толкова много самосъздала се и самоподредила се информация, която при това може да се самопроверява, саморемонтира, саморепликира и най-вече да се самоусъвършенства, че ми е трудно приема, че тази информация няма източник.
Що се отнася до ‘остарялата’ концепция за нарастващата ентропия, бих споделил, че Вашата представа за Голям взрив е леко компрометирана. Тя беше лансирана за да обясни разширяващата се Вселена, но съдържа много неясноти. Заради нея бяха измислени сингулярността, безкрайно плътното състояние на материята и т.н. Когато се разбра, че Вселената се разширява все по-бързо, т.е. има сили, които действат и в момента, вече не ни трябва фикцията Голям взрив, който да задвижи материята. Много по-вероятно е тези ‘тъмни сили’, които все по-бързо разширяват Вселената да са отговорни изобщо за движението и.
Поради горното, не мога да приема аргумента Ви, че ентропията не нараства, защото има Голям взрив. Аз също не мисля, че ентропията нараства, защото навсякъде във Вселената наблюдаваме повече ред, отколкото хаос. Затова същественият въпрос е: откъде идва реда?
Дали едно физично или химично явление е открито преди 100г или 50 не променя неговата актуалност – гравитацията е открита още по-отдавна, а още си е актуална. А клетките на Бернар и реакцията на Белоусов – Жаботински си имат отдавна обяснение, без никаква тайнственост – физични и химични закони, които ги описват като нелинейни процеси.
Не разбрах за ДНК-то – за какъв “източник ” намеквате? Източникът на Вашетто ДНК е ДНК-то на майка Ви и баща Ви
Хипотезата за Големият взрив засега не е опровергана, това не изключва възможността да се появи нова, по-добра хипотеза, която да изясни неясноти като тъмната енергия и тъмната материя.
От къде ли идва реда… Да речем, че от законите (правилата). Всяка открита неравновесна система, в която всеки неин член се подчинява на някакви закони (правила) БИ могла да стигне до организация , ред, симетрия, независимо колко хаотична е в началото – много нагледна е играта “Живот” ( която сложих в сайта именно с тази цел – пример как от хаоса става ред). Изберете фигура: произволни и вижте как след ен итерации ще получите няколко осцилиращи фигури и няколко симетрични.
Entropiata e fundamdntalna sila. Ot neia i gravitaciata se izvejdat ostanalite vzaimodeistvia.
http://research.zonebg.com/pubs.htm
Мила Ваня, оценявам труда положен от вас, приятен сайт, стремеж към подробно и коректно изложение, но в случая пренебрегвате научната истина в желанието си да защитите еволюционни небивалици.
Погледнете във всеки учебник по ТД и ще намерите закона за ненулево нарастване на ентропията и 100%та му валидност и за неравновесни системи.Изведен е от Иля Пригожин.
Според мен цялата идея не е в самите цастици,а в средата около тях.От състоянието на средата зависи поведението на частиците.Всички живи организми се приспособяват към средата и тогава се появява ред(но ред за кого-за средата или за обитателите ѝ…?За обитателите разбира се),докато не настъпи нова промяна в средата независимо дали е породена от самите ѝ обитатели,а човека е единствения жив организъм,който приспособява средата към свойте нужди и какво се случва-средата която обитаваме започва да се променя,защото не се спазват нейните закони,т.е. променя се състоянието на средата,при което се променят и нейните закони.Колкото до ДНК-то – то комуникира със средата,от там идва информацията
Хипотези,хипотези, …че Хаосът бил липса на ред,но можел да се самоорганизира. Че ДНК молекулата се била самосъздала и самоподредила с информация
Хипотезата за Големият взрив
Хипотезата за Ентропията,случайност,безпорядъци в една физична система .Хипотезата,че материята била способна да извършва работа против термодинамичното равновесие,да се самоорганизира и самоусложнява.
Общото м/у всички тези корумпирани из основа,псевдонаучни Дарвинистки ,Нютоновски и Анщайнови хипотетични глупости е,че лежат в равнината на игнорантността и хипотезите,а света не работи така,с хипотези .Във Света всяка една частица е на точно определеното си място в точно определеното си време и ако не бе така,а разчитахме на хаотично нахвърляни хипотетичните научни глупости,то нито света нито вие щяхте да съществувате.Ако всички хиляди елементи при дъжд не бяха финно настроени,когато завали дъжд,а всяка капка не бе отделна и те се сливаха една в друга то света щеше да се самоунищожи и разруши за 1 сек