Во-вторых, на основании этого положения всегда можно выбрать наиболее эффективный путь из большого числа вероятных. Однако энтропия не подсказывает, каким образом это сделать.[ ...]
Приведем два примера, поясняющих вероятностное содержание энтропии [2]. Первый пример относится к области теплотехники, второй — биохимии.[ ...]
При этом считаем, что выполняется закон сохранения энергии, т. е. н/=д. Осуществить такой проект, когда система 2 работает бесконечно долго, забирая в каждом цикле из резервуара порцию теплоты д, невозможно (рис. 7.1). При выполнении закона сохранения и превращения энергии (из тепловой в механическую) такой процесс нельзя осуществить, потому что резервуар «поглощает» за цикл количество теплоты (—9), что соответствует уменьшению энтропии на величину Д5= —ц Т. Бесконечный отбор порции тепловой энергии д из системы /1 приводит к уменьшению степени беспорядка в системе за счет отнятия от теплового резервуара энергии, что невозможно.[ ...]
Для выполнения соотношения (7.8) нужно уменьшить Д5 на возможно меньшую величину, а Д5 увеличить на бблыпую величину.[ ...]
В любом двигателе, машине, устройстве, КПД, как известно, меньше единицы, так как происходит передача теплоты в резервуар с более низкой температурой. Таким резервуаром является атмосфера.[ ...]
Пример 2. Понятие энергии н энтропии неразрывно связаны с биохимическими процессами, которые играют значительную роль в биосфере.[ ...]
Химические реакции в большинстве случаев происходят при постоянных температурах Т и давлениях р. Изменение энтропии изолированной системы Р1, в которую входит процесс (7.13) и резервуара, поддерживающего постоянные значения Тир, можно выразить с помощью гиббсовской энергии Е этой системы. Если реакция (7.13) идет в направлении слева направо, свободная энергия изменяется на ДЕ= +0,24 эВ.[ ...]
Таким образом, в равновесной системе, находящейся в контакте с резервуаром при постоянных Т и о, гиббсовская свободная энергия должна уменьшаться и стремится к минимуму. При этом, вероятность протекания реакции (7.13) слева направо ничтожно мала, а вероятность протекания справа налево — велика. Поэтому реакция (7.13) протекает сама по себе справа налево путем расщепления сложной молекулы сахарозы при взаимодействии с водой на более простые глюкозу и фруктозу.[ ...]
Этот принцип лежит в основе синтеза более сложных белков с использованием аминокислот, нуклеиновых кислот (молекул ДНК, несущих генетический код и способных к самовоспроизведению), составляющих основу органической жизни в биосфере.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема тепловой машины (вечный двигатель второго рода) |
 |