Приглашаем посетить сайт

Большая медицинская энциклопедия (1970)
ЭНТРОПИЯ

ЭНТРОПИЯ

ЭНТРОПИЯ, понятие, вводимое в термодинамике и являющееся как бы мерой необратимости процесса, мерой перехода энергии в такую форму, из к-рой она не может самопроизвольно перейти в другие формы. Все мыслимые процессы, протекающие в любой системе, могут быть разбиты на две группы: процессы обратимые, к-рые одинаково могут итти как в одном, так и в обратном направлении, и процессы необратимые, к-рые могут происходить лишь в одном направлении и не могут итти в обратном. Если мы проделаем какой-либо обратимый процесс в одну сторону, а затем, обратив его, проделаем в обратном направлении, то, возвратившись в начальную точку, мы не будем иметь никаких изменений ни в самой системе, участвовавшей в процессе, ни в окружающем пространстве и в точности вернемся к исходному положению так, как будто бы процесс не был совершен вовсе. К обратимым процессам могут быть напр. отнесены всевозможные чисто механические .движения без сил трения. К необратимым процессам относятся все реальные процессы. Если мы возьмем напр. те же чисто механические движения, но с учетом сил трения, к-рые в действительности всегда существуют, то при этом механическая энергия движения будет частично расходоваться на трение, переходя в теплоту. При обращении движения мы однако уже не сможем получить из этой теплоты механическую энергию и т. о. не сможем возвратиться к исходному положению, не внеся никаких изменений в окружающее пространство. При обратимых процессах величина Э. (системы) не меняется, при необратимых она возрастает. С точки зрения молекулярно-кинетической теории материи Э. представляет собой меру вероятности осуществления данного состояния системы, а именно Э. пропорциональна логарифму вероятности данного состояния. При всех естественных процессах система всегда переходит от мало вероятных состояний к более вероятным, а следовательно величина Э. будет при этом возрастать. Пусть напр. мы имеем систему, состоящую из двух тел, причем одно из них находится при более высокой t°, другое при более низкой. При их взаимодействии переход тепловой энергии может произойти лишь в одном направлении-от теплого тела к холодному. При таком переходе энтропия S, равная величине ~ , где Q - количество тепла, а Т-абсолютная t°, изменится на величину AS =AS_X + AS₂, где AS_X и AS*-изменения Э. более теплого и более холодного тела. Но AS_t = ---, a AS.₂= ^~, где AQ-количество тепла, переданное первым телом второму, а^и Т₃-температуры этих тел. В виду того, что по условию Т_г>Т_г, то AS = -£ + ^ >0, т. е. приращение Э. положительно, говоря иначе, Э. возрастает. Обратный переход тепла от более холодного тела к более теплому невозможен без каких-либо внешних воздействий. Та- кой переход соответствовал бы уменьшению Э. Т. о. мы приходим к заключению, что Э. замкнутой системы может только возрастать. Это положение, известное под именем «второго начала термодинамики», привело ряд ученых идеалистического мировоззрения (напр. Клаузиуса) к известной теории «тепловой смерти вселенной». Вследствие рассеяния энергии (см.) все виды энергии должны со временем перейти в теплоту, к-рая равномерно распределится по всей вселенной. При этом должны прекратиться всякие процессы, т. к. все они сопровождаются переходами энергии из одной формы в другую, к-рые в данном случае делаются невозможными, и следовательно наступает всеобщая смерть, выхода из к-рой нет. Однако эта теория, неизбежно приводящая к идее начала и конца мира, а следовательно его «сотворения» и т. п., была исчерпывающе раскритикована Энгельсом на основе материалистического миропонимания. Больцман, основываясь на статистическом рассмотрении Э., приходит к том же выводам, что и Энгельс. Сущность этих выводов следующая. Закон возрастания Э. имеет лишь статистический (а не абсолютный) характер, т. е. наиболее вероятны те процессы, при к-рых Э. возрастает, однако могут, хотя и с малой вероятностью (т. о. редко), происходить процессы, идущие с убыванием Э. Такие-то очень редкие отступления от 2-го закона термодинамики и дают начало новому миру из состояния тепловой смерти, к к-рому неизбежно должна притти вся вселенная, по Клаузиусу, в результате рассеяния энергии. Эти отступления с нашей человеческой точки зрения будут происходить чрезвычайно редко, однако с точки зрения космической в сравнении со временем существования вселенной они будут все же достаточно часты. Эта теория получила непосредствненое экспериментальное подтверждение в работах Смолухов-ского по анализу Броуновского движения и должна в настоящее время считаться единственной правильно отражающей действительность.

г. Неуймии.