Принцип возрастания хаоса во Вселенной
В связи с развитием теплотехники ученые в прошлом веке пришли к простому, но удивительному закону, потрясшему человечество. Это закон (иногда его называют принцип) возрастания энтропии (хаоса) во Вселенной. Этот закон не опровергнут до сих пор, все попытки его обойти, хитроумные опровержения, неизменно рассыпались при тщательном научном рассмотрении.
Говоря проще, этот закон утверждает, что любая сложная структура может только упрощаться, т.е. разрушаться.
Другими словами, это значит, что энергия в материальном мире может только рассеиваться, но не может сама собой концентрироваться.
По отношению к термодинамическим системам этот закон был уточнен ученым Л.Больцманом. Иногда его еще называют математической формулировкой второго закона термодинамики. Популярно его можно пояснить следующим образом. Пусть в замкнутом объеме мы имеем газ в равновесном состоянии без теплообмена с окружающей средой (т.е. стенки жесткого сосуда имеют туже температуру, что и газ). Тогда никакими ухищрениями невозможно разделить этот газ на горячий и холодный.
Скептики тут же возразили. Газ, как известно, состоит из молекул, имеющих разные скорости движения. Скорость молекул и есть однозначная функция их температуры. Если мы перегородим этот сосуд, сделаем в стенке маленькое отверстие с заслонкой, поставим там наблюдателя, который молекулы с большой скоростью будет пропускать в одну сторону, а с маленькой скоростью в другую, то мы и разделим газ на горячий и холодный. Это рассуждение получило в науке название «Демон Максвелла» и в свое время вызвало бурные дискуссии его сторонников и противников. Но оно так и осталось только досужим теоретическим вывертом. Ибо молекула есть, как известно, мельчайшая частица вещества и соорудить отверстие размером с молекулу, затем заслонку, а тем более разумного наблюдателя такого размера, просто невозможно.
Из закона возрастания энтропии (второго закона термодинамики), в частности, следует, что тепловая энергия может переходить только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, но никак не наоборот. Отсюда вытекает очевидное следствие, что рано или поздно наступит так называемая «Тепловая смерть Вселенной», т.е. температура всех её частей выровняется, все процессы (включая жизнь) прекратятся и Вселенная застынет в мертвом вечном равновесии.
Однако этот закон справедлив только для изолированной однородной системы, т.е. системы без притока или оттока энергии, имеющей однотипную структуру. Земля, к счастью, как и многие другие планеты, относится к так называемым открытым системам. Она непрерывно получает мощный поток лучистой энергии от Солнца и избыток этой энергии также непрерывно излучает обратно в космическое пространство. Причем разные части Земли получают и отдают энергию неодинаково. Энтропия этих частей разная, между ними происходит обмен энергией, переход её из одной формы в другую. Вот почему мы наблюдаем течение рек, дожди, ветры, грозы, бури, землетрясения и другие природные явления.
Немного больше о технологиях >>>
Молекулы-русалки
Эта история начинается с
одного из многочисленных увлечений Бенджамина Франклина, выдающегося
американского ученого и респектабельного дипломата. Будучи в 1774 году в
Европе, где он улаживал очередной конфликт между Англией и Североамериканскими
Штатами, Франклин в свободное вр ...
Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Расчетно-графическая
работа по дисциплине «Котельные установки и пароперегреватели»
Выполнил:
Дугушкин Д., факультет: ЭН, группа: ТЭ-21
Новосибирский
государственный технический университет
Кафедра ТЭС
Новосибирск
2005
Исходные данные
Тип
котла
...
