Концепция необратимости и термодинамика реферат

csikkose91

Но только единицы догадывались, что само понятие закрытой, или изолированной, системы является далеко идущей абстракцией, не отражающей реальный характер систем, которые встречаются в природе. На этой основе возникают кооперативные процессы и происходит самоорганизация системы. Майера и других установили так называемое первое начало термодинамики. Что привнесло в развитие химии учение о химических процессах? Эта модель легла в основу исследований новой термодинамики, которую часто называют неравновесной, или нелинейной. К сожалению, мечта Больцмана не сбылась в полной мере.

Современная физика пришла к выводу о фундаментальности вероятностных закономерностей. Наука рассматривает два основных типа причинно-следственных связей и соответственно два типа закономерностей—динамические и статистические. Изучение истории возникновения фундаментальных физических теорий позволяет сделать вывод, что динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играть статистические теории.

Наиболее ярко сочетание этих концепций детерминизма в познании природных явлений проявилось при изучении термодинамических процессов и явлений. Рассмотрим основные концепции этих методов в применении к термодинамике. История открытия закона концепция необратимости и термодинамика реферат и превращения энергии привела к изучению тепловых явлений в двух направлениях: Термодинамика возникла из обобщения многочисленных фактов, описывающих явления передачи, распространения и превращения тепла.

Молекулярно-кинетическое направление характеризуется рассмотрением различных макропроявлений систем как результат суммарного действия огромной совокупности хаотически движущихся молекул. При этом молекулярно-кинетическая теория использует статистический метод, интересуясь не движением отдельных молекул, а только средними величинами, которые характеризуют движение огромной совокупности частиц.

Необратимость процессов в природе - Физика 10 класс #42 - Инфоурок

Отсюда другое ее название — статистическая физика. Оформившись к середине XX. Работа Д. Джоуля, Ю. Майера и других установили так называемое первое начало термодинамики.

Гусейханов М., Раджабов О. Концепции современного естествознания: Учебник

Клаузиус первым высказал мысль об эквивалентности работы и количества теплоты как о первом начале термодинамики. Всякое тело имеет внутреннюю энергию, которую Клаузиус назвал "теплом содержащимся в теле" U в отличие от "тепла, сообщенного телу" Q.

3900252

Величину U можно увеличить двумя эквивалентными способами — произведя над телом механическую работу А или сообщая ему количество теплоты Q.

Общепризнанным является тот факт, что распространение тепла представляет собой необратимый процесс и тепло передается от горячего тела к холодному, а не наоборот. Важной концепцией термодинамики является то, что Клаузиус определил, что при работе тепловой машины не все количество теплоты, взятое у нагревателя, передается холодильнику. Часть этой теплоты превращается в работу, совершаемую машиной рис.

Клаузиус показал, что объяснение превращения теплоты в работу основывается еще на одном принципе, сформулированном С.

  • Одно из первых определений этого понятия принадлежит выдающемуся австрийскому физику Эрвину Шредингеру — , который сформулировал его в своей книге "Что такое жизнь?
  • Адамc и У.
  • Больцмана это отличие было сведено с макроскопического уровня на микроскопический.
  • Физический смысл энтропии и само понятие энтропии введено в физическую теорию, чтобы отличать в случае изолированных систем обратимые процессы, при которых энтропия максимальна и постоянна от необратимых процессов, когда энтропия возрастает.

Карно, утверждающим, что в любом непрерывном процессе Максимальный коэффициент полезного действия имеет идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, коэффициент полезного действия которой определяется как где Т1 — абсолютная температура нагревателя; Т2 — абсолютная температура холодильника.

Таким образом, имеет место общее свойство теплоты, заключающееся в том, что теплота "всегда обнаруживает тенденцию к уравниванию температурной разницы путем перехода от теплых тел к холодным".

Это положение Клаузиус предложил назвать "вторым основным положением механической теории теплоты", и в современную науку оно вошло как второе начало термодинамики. Все эти многочисленные факты и нашли свое обобщение и теоретическое объяснение в законах классической термодинамики:.

В первом законе речь идет о сохранении энергии, во-втором— о невозможности производства работы исключительно за счет изъятия тепла из одного резервуара при постоянной концепция необратимости и термодинамика реферат, т. В г. Клаузиус рассчитал, что существует некоторая величина S, которая подобно энергии, давлению, температуре характеризует состояние газа.

Энтропия, негэнтропия и информация. В этом выводе находит свое конкретное подтверждение гениальная догадка античных философов Эпикура — до н.

В течение длительного времени ученые не делали различий между теплотой и температурой. Однако ряд явлений указывал на то, что эти понятия следует различать. Например, при плавлении кристаллического тела теплота расходуется, а температура тела не изменяется в процессе плавления. После введения Клаузиусом понятия энтропии стало понятно, где пролегает граница четкого различия таких понятий, как теплота и температура. Дело в том, что нельзя говорить о каком-то количестве теплоты, заключенном в теле.

Рассматривая проблему соотношения между динамическими и статистическими закономерностями, современная наука исходит из концепции примата статистических закономерностей. Причинность является одной из форм проявления детерминизма. Эти реакции впервые были экспериментально изучены отечественными учеными Б. Они обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией.

Это понятие не имеет смысла. Теплота может передаваться от тела к телу, переходить в работу, возникать при трении, но при этом она не является сохраняющейся величиной. Поэтому теплота определяется в физике не как вид энергии, а как мера изменения энергии. В то же время введенная Клаузиусом энтропия, как и температура, оказалась величиной, сохраняющейся в обратимых процессах; это означает, что энтропия системы может рассматриваться как функция состояния системы, ибо изменение ее не зависит от вида процесса, а определяется только начальным и конечным состоянием системы.

Было также показано, что изменение энтропии в случае обратимых процессов не происходит, т. Концепция необратимости и термодинамика реферат, энтропия изолированной системы в случае обратимых процессов посто- Для описания термодинамических процессов первого закона термодинамики оказывается недостаточно, ибо первое начало концепция необратимости и термодинамика реферат не позволяет определить направление протекания процессов в природе.

Тот факт, что энтропия изолированной системы не может убывать, а только возрастает и достигает максимального значения в равновесном состоянии, является отражением того, что в природе возможны процессы, протекающие только в одном направлении — в направлении передачи тепла от более горячих тел менее горячим.

Физический смысл энтропии и само понятие энтропии введено в физическую теорию, чтобы отличать в случае изолированных систем обратимые процессы, при которых энтропия максимальна и постоянна от необратимых процессов, когда энтропия возрастает.

Концепция необратимости и термодинамика реферат 6124

Благодаря работам австрийского физика Людвига Концепция необратимости, это отличие было сведено с макроскопического уровня на микроскопический. Состояние макроскопического тела системызаданное с помощью макропараметров параметров, которые могут быть измерены макроприборами, — давление, температура, объем и термодинамика реферат макроскопические величины, характеризующие систему в целомназывают макросостоянием. Понятие состояния физическойсистемы.

Принцип относительности: все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Принцип постоянства скорости света: скорость света в пустоте одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от движения источников и приемников света. Мотивы создания общей теории относительности. Теорема Нетер.

Концепция необратимости. Понятие энтропии. В чем смысл флуктуационной гипотезы, высказанной п. Развитие взглядов на природу света. Гипотеза де Бройля. Природа биоритмов. Анализ термодинамических свойств биологических систем. Синергетика как наука о самоорганизации простых систем.

Сложные системы в химии. Неравновесные системы. От термодинамики закрытых систем к синергетике. Законы эволюции и самоорганизация сложных систем. Концепция неравновесной термодинамики И. Характеристика сущности и типов систем. Законы термодинамики. Понятие синергетики - научного направления, изучающего открытые сложные системы, находящиеся в неравновесном состоянии.

Реферат на тему Концепция необратимости и термодинамика

Если прежняя динамика описывала законы движения тел под воздействием внешних сил, сознательно отвлекаясь от внутренних изменений, происходящих в механических системах, то термодинамика вынуждена была исследовать физические процессы при различных преобразованиях тепловой энергии.

Однако она не анализирует внутреннее строение термодинамических систем, как это делает статистическая физика, рассматривающая теплоту как беспорядочное движение огромного числа молекул.

Концептуальная инновация, введенная термодинамикой, заключается в том, что она ввела в концепция необратимости и термодинамика реферат описание необратимости, которой мы не находим ни в классической, ни даже в квантовой физике на уровне фундаментальных основополагающих законов.

Хорошо известно что тепло, возникшее в результате трения или выполнения другой механической работы, нельзя снова превратить в энергию и потом использовать для производства работы. Не менее известно, что тепло передается от горячего тела к холодному, а не наоборот. Появление необратимости в физической теоретической картине мира вошло в конфликт с классической динамикой.

Концепция необратимости и термодинамика реферат 684

Ведь для нее необратимость была лишь иллюзией, за которой теоретическая физика должна увидеть фундаментальные обратимые законы. Конечно, устранение направленности времени из теоретического описания не означало грубого, непосредственного игнорирования темпоральности в мире. Оно находило свое выражение в стремлении выразить время через пространство, полностью погрузить его в геометрию, закрыв глаза на невыразимый в ней остаток. Это стремление стали называть геометризацией времени. Начало этой тенденции положил основоположник современного естествознания Г.

Галилей, когда начертил прямую ось как наглядный пространственный образ времени. Как показано выше, эта тенденция была доклад развитии спорта и в классической, и в релятивистской физике.

Такое направление развития соответствовало стилю мышления классической науки, убеждению, что за изменчивыми явлениями кажущейся сложной реальности стоят универсальные и вечные законы. Сложившийся статический взгляд на природу времени, который не замечал различия между прошлым и будущим, начал вызывать возражения с развитием термодинамики, а также эволюционных идей в других науках.

Начало этому движению практически положил Л. Больцман — Больцман полагал, что он нашел ключ к пониманию стрелы времени, что он доказал, что асимметрия времени определяется возрастанием энтропии изолированной термодинамика, эволюционирующей от менее вероятных состояний к более вероятным со все большим молекулярным беспорядком.

Концепция Больцмана встретилась с трудностями и породила дискуссию, которая не умолкла и. В году Больцман опубликовал Н — теорему, которая вместе с его же статистической интерпретацией второго начала термодинамики то есть закона концепция необратимости поведении энтропии в изолированных системах была положена в основу теории необратимых процессов. Она породила острую дискуссию, связанную с ее принципиальной необратимостью, что не согласовывалось с обратимостью механики Ньютона — Гамильтона.

Второе начало термодинамики говорит о том, что необратимые процессы приводят к асимметрии времени, к выделенности одного из реферат временного порядка, к направленности временного порядка: второе начало связывает направленность времени с возрастанием энтропии.

Причем, направленность времени, связываемая со вторым началом, является фундаментальной, а не локальной. Она не может быть включена в схему симметричного динамического описания, как это можно сделать, например, с направленным временем в случае сверхслабого взаимодействия: распада К-ноль мезона. Термодинамика впервые ввела в физику понятие времени в весьма своеобразной форме, а именно необратимого процесса возрастания концепция необратимости и термодинамика реферат в системе.

2398066

Чем выше энтропия системы, тем больший временной промежуток прошла система в своей эволюции. Очевидно, что такое понятие о времени и особенно об эволюции системы коренным образом отличается от понятия эволюции, которое лежало в основе теории Дарвина.

В то время как в дарвиновской теории происхождения новых видов растений и животных путем естественного отбора эволюция направлена на выживание более совершенных организмов и усложнение их организации, в термодинамике эволюция связывалась с дезорганизацией систем. Это противоречие оставалось неразрешенным вплоть до х гг. Второй закон термодинамики сразу же приобрел огромную популярность, какой в те времена — годы еще никогда не знала физика. В году Концепция необратимости и термодинамика реферат.

Томсон выдвинул идею тепловой смерти Вселенной.

Номинальная и реальная зарплата рефератОтчет по учебной практике в коллегии адвокатов
Географическая карта особый источник информации о действительности рефератКостно мышечная система реферат
Реферат казахстан в мировой экономикеИстория развития геодезии реферат кратко

К такому же выводу пришел и Р. В своих работах Р. Клаузиус, выдвигал два постулата:. Если принять второй постулат, то необходимо признать, что все процессы во Вселенной направлены в сторону достижения состояния термодинамического равновесия, соответствующего максимуму энтропии, а следовательно, состояния, характеризуемого наибольшей степенью хаоса, беспорядка и дезорганизации.

В таком случае во Вселенной наступит тепловая смерть и никакой полезной работы в ней произвести будет. Что называют точкой термодинамического равновесия? Может ли Вселенная придти в состояние "тепловой смерти"? Кто впервые выдвинул идею "тепловой смерти" Вселенной и в чем ее несостоятельность по современным представлениям? Какие системы называются открытыми? Как происходит самоорганизация в открытых системах? Какие условия необходимы для того, чтобы самоорганизация началась в простейших системах концепция необратимости и термодинамика реферат природы?

Рузавин Г. Концепции современного естествознания.