Нечто удивительное об энтропии

Нечто удивительное об энтропии
<source type="image/webp" srcset="/images/news/11/74/1/entropia_t1.webp"/>Нечто удивительное об энтропии
Энтропия - сущность мифологизированная. Ассоциирующаяся с неумолимо возрастающим растущим беспорядком и вторым началом термодинамики. А «начало» - это звучит мощно. Даже окончательно. Следовательно, убирайся, не убирайся на столе, но против физики не попрёшь. Беспорядок растёт. Само собой, благочестивая уверенность в невозможности самопроизвольного усложнения материи, - и возникновения жизни в том числе, - также опирается на авторитет второго закона термодинамики. Энтропия - не убывает. Закон же...

Следовательно, для начала о законе. Вот он:

<source type="image/webp" srcset="/images/news/11/74/1/entropia_2_t1.webp 150w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t2.webp 200w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t3.webp 600w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t4.webp 900w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t5.webp 1200w" sizes="(min-width: 768px) 30vw, 100vw"/><source type="image/jpeg" srcset="/images/news/11/74/1/entropia_2_t1.jpg 150w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t2.jpg 200w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t3.jpg 600w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t4.jpg 900w, /images/news/11/74/1/entropia_2_t5.jpg 1200w" sizes="(min-width: 768px) 30vw, 100vw"/>

Первое, что стоит знать об энтропии, — к порядку, хаосу, простоте и сложности она не имеет отношения. Ничего этого в формуле второго начала нет. Популярный в свете очевидности данного факта поиск в сети определений энтропии, связывающих её с порядком и хаосом, лишен смысла. Поскольку в таком случае, она не будет уже связана с термодинамикой, вышеупомянутыми понятиями не оперирующей.

Термодинамика, для которой только и определено второе начало, — раздел физики, изучающий способы передачи энергии в макросокопических системах. Ключевым для понимания применимости или неприменимости термодинамики (и её законов) является использования понятия температуры — средней кинетической энергии молекул. Говорить об энтропии в системе из любого счётного количества тел, каждое из которых обладает энергией не средней, а персональной, — невозможно.

...Но это касается применимости термодинамики, а не исполнения второго её начала.
Для того, чтобы оно работало, система должна быть ещё и закрытой. То есть, не иметь притока энергии извне, как и потерь в окружающее пространство. По большому же счёту, таких систем нет и не может быть. Даже вселенная в целом — термодинамически открытая система. Ибо теплота, учитывающаяся в термодинамике, пополняется за счёт гравитационной и термоядерной энергии. Говорить о неубывании энтропии, ссылаясь на второе начало термодинамики, можно лишь… иногда. Если при решении задачи из области термодинамики заведомой открытостью системы допустимо пренебречь.

Однако, всё это достаточно банально. Любопытнее тот факт, что энтропия — не физическая величина, подобная, допустим, энергии. Энтропию нельзя напрямую измерить. Более того, энтропия не поддаётся формализации. Это, скорее, некоторая полуабстрактная идея.

В общей формулировке — энтропия — мера необратимого рассеяния энергии, принцип непрерывного возрастания которой определяет преимущественное направление физических процессов. В этом смысле энтропия универсальна, чрезвычайно важна, и даже (не сама, а её производная — всегда положительный прирост) становится приводным механизмом движения материи. Если где-то что-то происходит, то первопричиной этого — через длинную цепочку процессов, возможно, — является стремление энергии к рассеянию.

В этом понимании энтропия становится сущностью значимости космической, но сущностью совершенно неуловимой. Ибо «необратимость» и «рассеяние», при том, что в физических процессах энергия переходит из одной форму в другую (но при том сохраняется), — некие умозрительные конструкции. Вывести формулу энтропии можно для частного случая термодинамики (рассматривается только тепловая энергия), но нельзя для «энтропии вообще».

...И здесь может быть задан правильный вопрос. Откуда известно, что энтропия не убывает, если практически измерить её нельзя, теория же со своей стороны бессильна хотя бы определить энтропию иначе, нежели в нескольких общих словах? Неизвестно. По сути, принцип неубывания (когда-то, где-то, в каком-то смысле, но рассеяние энергии происходит обязательно) энтропии — это один из постулатов физики.
 
Опубликовано 14 января 2023 Комментариев 0 | Прочтений 348
<hr/>
ЕЩЁ ПО ТЕМЕ...

Источник: https://e.mail.ru/inbox/0:16738382320858533700:0/

2
18
2