Установите соответствие между формулировкой второго закона термодинамики и связанным с ним свойством энтропии.
- ✓ человек
- ✓ звезда
Решение:
Если бы время было изотропно (то есть если бы направления из прошлого в будущее и из будущего в прошлое были равноценны), то эта симметрия, по теореме Нетер, порождала бы фундаментальный закон сохранения – закон сохранения энтропии. Но время в нашем мире анизотропно, оно течет только от прошлого к будущему. Как следствие, энтропия изолированной системы не сохраняется, а направление ее изменения указывает направление стрелы времени: время течет в направлении, в котором энтропия изолированной системы возрастает. Понятие порядка неразрывно связано с понятием структуры, неоднородности. Структурированный – значит упорядоченный. Поэтому неизбежное разрушение структур в изолированной системе означает снижение упорядоченности системы. Но столь же неизбежно энтропия изолированной системы возрастает. Получается, чем выше энтропия, тем меньше степень упорядоченности – то есть энтропию можно рассматривать как меру отсутствия порядка. В изолированной системе любые ценные, высококачественные формы энергии превращаются в низкокачественные (конечно, при сохранении общей величины энергетического запаса системы, что требует закон сохранения энергии). Поскольку одновременно энтропия такой системы, в соответствии со вторым законом термодинамики, возрастает, ее можно рассматривать как меру низкокачественности энергии.
Если бы время было изотропно (то есть если бы направления из прошлого в будущее и из будущего в прошлое были равноценны), то эта симметрия, по теореме Нетер, порождала бы фундаментальный закон сохранения – закон сохранения энтропии. Но время в нашем мире анизотропно, оно течет только от прошлого к будущему. Как следствие, энтропия изолированной системы не сохраняется, а направление ее изменения указывает направление стрелы времени: время течет в направлении, в котором энтропия изолированной системы возрастает. Понятие порядка неразрывно связано с понятием структуры, неоднородности. Структурированный – значит упорядоченный. Поэтому неизбежное разрушение структур в изолированной системе означает снижение упорядоченности системы. Но столь же неизбежно энтропия изолированной системы возрастает. Получается, чем выше энтропия, тем меньше степень упорядоченности – то есть энтропию можно рассматривать как меру отсутствия порядка. В изолированной системе любые ценные, высококачественные формы энергии превращаются в низкокачественные (конечно, при сохранении общей величины энергетического запаса системы, что требует закон сохранения энергии). Поскольку одновременно энтропия такой системы, в соответствии со вторым законом термодинамики, возрастает, ее можно рассматривать как меру низкокачественности энергии.
