В настоящее время значительное внимание уделяется проблеме устойчивости развития био- и техносферы, охраны окружающей среды, и в частности, вопросам защиты природной среды от тепловых загрязнений, возникающих при работе энергетических комплексов. Рассмотрим данную проблему с позиций второго начала термодинамики [1 — 4]. Роль фундаментального понятия энтропии проявляется не только в техногенной деятельности, но и гораздо шире, включая вопросы устойчивости экосистемы человека. Правильно руководствуясь объективно действующими в природе законами сохранения и превращения энергии и возрастания энтропии можно с успехом решать экологические проблемы.[ ...]
Напомним, что вечным двигателем первого рода является воображаемая машина, которая будучи однажды запущенной, производила работу неограниченно долгое время без получения внешней энергии. Создание такой машины противоречит законам сохранения и превращения энергии.[ ...]
Вечный двигатель второго рода — это машина, которая получает тепловую энергию от какого-либо внешнего источника, полностью преобразует эту тепловую энёргию в механическую, совершая круговой цикл, и затем повторяет этот процесс. Действие такой машины не противоречит закону сохранения и превращения энергии, но противоречит второму началу термодинамики. Этот основной закон термодинамики, закон возрастания энтропии, гласит: «в замкнутой или изолированной в тепловом и механическом отношении системе энтропия остается постоянной (в случае равновесных процессов), либо возрастающей (в случае неравновесных процессов) и достигает максимума в состоянии равновесия» [2]. Как следствие этого, невозможен переход теплоты от более холодного тела к более нагретому без каких-то других изменений в окружающей среде (Р. Клаузиус); невозможен вечный двигатель второго рода (В. Оствальд, У. Томсон, М. Планк).[ ...]
Энтропия (от греч. entropía — поворот, превращение) S, введена в 1865 г. Р. Клаузиусом, который открыл закон возрастания энтропии (или второй закон термодинамики). Статистическое обоснование этого закона дано JI. Больцманом.[ ...]
Как видно из этого выражения, 5 имеет размерность энергии и является логарифмической величиной числа доступных состояний М(Е) системы Р. Отметим, что энтропия не зависит от величины интервала энергии ЬЕ.[ ...]
Если Г-»0, то 5->0 (3-й закон термодинамики), при этом теплоемкость С,;(7)->0. При низких Т энтропия 5 чрезвычайно мала, что соответствует тому факту, что система обладает относительно малым числом состояний. В этом случае система в значительно большей степени упорядочена, чем в случае более высоких температур. Например, электронные спины у некоторых веществ при низких температурах полностью ориентированы в одном направлении (больше «порядка» в системе), что превращает их в постоянные магниты.[ ...]
Вернуться к оглавлению