25). Проблема необратимости и ее статистическое решение.

1859 – Максвелл предложил применить правило теории вероятности для описания частиц (системы из их большого количества).

Оказалось, что невозможно точно определить скорости и координаты всех молекул газа в заданный момент времени. Их следует рассматривать, как случайные величины => нужно искать не их точное значение, а вероятности того, что эти величины имеют те или иные значения.

26).Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии.

В качестве меры обратимости выступает энтропия, там, где необратимость . Число макросостояния, которым можно осуществить данное макросостояние, называют статистическим весом состояния или термодинамическим состоянием.

Чем больше число микросоставов

S = klnW – формула Больцмана.

S – энтропия, k – постоянная Больцмана, W – статистический вес.

Если есть система, то энтропия определяется по формуле:

S = S₁ + S₂ = klnW₁ + klnW₂ = klnW1W2

основные формулы физики

Энтропическая система складывается из энтропий частей, при этом вероятность перемножается:

S = S₁ + S₂

W = W₁ + W₂

S = S₁ + S₂ = klnW₁ +klnW₂ = k(lnW₁ + lnW₂) = kln(W₁W₂)

Энтропия наименее вероятного состояния, которую можно осуществить одним способом, равна нулю.

Допустим, в системе полный порядок (атомная решетка). Энтропия минимальна. Чем выше число возможности микросостояния (которое может осуществить данное макросостояние), тем выше статистический вес, следовательно, выше энтропия. Значит, энтропия может рассматриваться как мера упорядоченности системы: хаос – энтропия максимальна, порядок – энтропия минимальна.

2-ое начало термодинамики: замкнутые системы самопроизвольно переходят из упорядоченного состояния в неупорядоченное. Пример: чашка в руке => падает на пол => осколки. Порядок создается искусственно, беспорядок – самопроизвольно.

27). Проблема «тепловой смерти» Вселенной: формулировка, развитие и современное решение.

В 1852 году английский физик Томсон впервые выдвинул это понятие. Его выводы поддержал Клаузиус, применив 20ое начало термодинамики ко всей Вселенной в целом. Большинство процессов в природе необратимы => энтропия Вселенной будет возрастать => наступит состояние теплового равновесия с максимальной энтропией. Это наиболее вероятное состояние максимального хаоса, беспорядка, дезорганизации (будет одна температура у всех тел, мы не сможем отличать время и пространство; их не станет). Такое состояние и есть тепловая смерть вселенной.

Больцман – флуктуационная гипотеза (почему сейчас не смерь Вселенной?): нынешнее неоднородное состояние Вселенной является результатом гигантской флуктуации, отклонением от равновесия.

Грозит ли миру «тепловая смерть»? Много неточностей было выведено:

1. Никто не доказал, что наша Вселенная – замкнутая система, а значит, можно ли к ней применять 2-ое начало термодинамики – непонятно.

2. Можно ли применять идеальный газ по всей Вселенной?

3. Вселенная эволюционирует, расширяется. Для Вселенной с таким тяготением однородное изометрическое распределение вещества не является наиболее вероятным состоянием с максимальной энтропией