18_КСЕ_Самоорганизация

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

лекции

для студентов направления «Документоведение»

13.11.12

1

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Модуль 2 Тема «Самоорганизация в

Природе»

13.11.12

2

Порядок-беспорядок в мире

Направленность процессов в Природе: Горячее тело передаёт тепло холодному.

Все материалы коррозируют, разрушаются.

Процессы возрастания беспорядка

13.11.12

3

:

"Теплом колёса что бы закрутить, Ракету в небо запустить, Науку как не продвигай вперед,

А часть тепла в "трубу" уйдет."

13.11.12	.	4

Замкнутая система

В Термодинамике используется величина "энтропия"

"В абсолютно замкнутой системе все процессы сопровождаются увеличением энтропии.

Если абсолютно замкнутая система находится в состоянии равновесия, то её энтропия постоянна и равна максимальному (для данной системы) значению"

2-е Начало Термодинамики

13.11.12

5

Энтропия

«Изменение энтропии (греч. ἐντροπία - превращение, поворот) термодинамической

системы при обратимом процессе есть отношение общего количества тепла к величине абсолютной температуры»

Рудольф Клаузиус (1865)

Q

∆! ≥ T

"=" (равно) для обратимых	">" (больше) для необратимых
процессов	процессов

13.11.12

6

Замкнутая система

Любая замкнутая система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из

которого самопроизвольно выйти						может
			равновесие
Начальное							Начальное
состояние							состояние

все процессы в изолированной системе необратимы: газ самопроизвольно заполняет весь объем, но не

может самопроизвольно собраться в половине сосуда

13.11.12

7

Энтропия ÷ Вероятность

Людвиг Больцман (1877) связал энтропию с вероятностью данного состояния

S = kBlnW

W - термодинамическая вероятность осуществления данного состояния (число способов реализации состояния), kB=1,38*10-23 Дж/К (постоянная Больцмана)

Для системы, состоящей из большого количества беспорядочно двигающихся частиц (например, молекул), энтропия является параметром вероятности состояния этой системы (статистическая физика)

13.11.12

8

График распределения частиц (Максвелл)

Кривые распределения частиц со скоростями 70, 150 и 300 м/с	9
13.11.12

S = kBlnW

Энтропия ÷ Вероятность

a

b

Равномерное распределение частиц с одинаковой скоростью (Ь) намного более вероятно, чем

разделение частиц на области высокой и низкой
скорости, сконцентрированных в разных местах
(а).	10
13.11.12