Рубрика: Книга об энтропии
-
2.6. Неравновесные состояния в статистической механике
Содержание книги Ранее: Глава 5. Демон Максвелла и информация В предыдущих главах было рассмотрено использование статистической энтропии Гиббса для обоснования субъективности энтропии и ее связи с информационной энтропией. В результате ряд физиков, выступающих за объективность энтропии, решили отказаться от использования метода Гиббса; их позицию можно охарактеризовать слоганом ‘Назад к Больцману’. Предложено модифицировать уравнение Больцмана путем…
-
2.5. Демон Максвелла и информация
Содержание книги Ранее: Глава 4. Энтропия, незнание и информация Как уже упоминалась, Джеймс Максвелл с самого начала считал, что в рамках молекулярно-кинетической теории невозможно найти строгое доказательство второго закона. Придуманное им существо, впоследствии названное демоном Максвелла, служило исключительно для доказательства этого утверждения. Статистическое обоснование Людвига Больцмана второго закона подтвердило правоту Максвелла. При этом в 19-ом…
-
2.4. Энтропия, незнание и информация
Содержание книги Ранее: Глава 3. Стрела времени в статистической механике В 19-ом веке вероятности в физике в том числе связывались с незнанием человека деталей поведения макросистемы на микроуровне; то есть, статистическое истолкование второго закона наводило на мысль о связи между энтропией и незнанием. Появление теория информации Шеннона дало новый толчок такому ходу мысли — информация…
-
2.3. Стрела времени в статистической механике
Содержание книги Ранее: Глава 2. Равновесная статистическая механика Неравенство Клаузиуса является критерием самопроизвольных процессов и поэтому говорят, что оно задает стрелу времени в классической термодинамике. Законы движения Гамильтона симметричны во времени и поэтому поиск аналога неравенства Клаузиуса в статистической механике все еще продолжается. Мы рассмотрим главные аргументы появления асимметрии во времени, в том числе основанные…
-
2.2. Равновесная статистическая механика
Содержание книги Ранее: Глава 1. Мысленные модели статистической механики Уравнения в статистической механике, расчет по которым в ряде случае можно довести до конца, связаны с функциями распределения вероятности. В этой главе будет рассмотрено равновесное состояние идеального газа, состоящего из многоатомных молекул. В одноатомном идеальном газе атомы обладают поступательными степенями свободы. Многоатомная молекула дополнительно обладает внутренними…
-
2.1. Мысленные модели статистической механики
Содержание книги Ранее: Часть 2. Статистическая механика Целью статистической механики является рассмотрение свойств макросистем исходя из атомно-молекулярных представлений. Базовым уровнем является квантовая механика, но на практике используется иерархия аппроксимаций, которая будет рассмотрена в этой главе. Мы начнем с мысленной модели классической статистической механики 19-ого века, затем перейдем к квантовой статистической механике, а после этого рассмотрим…
-
2. Статистическая механика
Содержание книги Ранее: Глава 1.6. Энтропия неравновесных состояний Целью статистической механики является рассмотрение явлений механики сплошных сред исходя из движения атомов и молекул. Теория зародилась во второй половине 19-ого века как молекулярно-кинетическая теория; термин статистическая механика дан Гиббсом в книге ‘Основные принципы статистической механики, разработанные со специальным применением к рациональному обоснованию термодинамики‘ в 1902 году.…
-
1.6. Энтропия неравновесных состояний
Содержание книги Ранее: Глава 5. Адиабатическая температура пламени Утверждение Ильи Пригожина из Нобелевской лекции 1977 года будет хорошей отправной точкой для завершения рассмотрения классической термодинамики: ‘я хочу обратить ваше внимание на тот факт, что через 150 лет после того, как второй закон был сформулирован, он все еще представляет собой скорее программу, чем четко очерченную теорию…
-
1.5. Адиабатическая температура пламени
Содержание книги Ранее: Глава 4. Неравенство Клаузиуса как критерий равновесия Классическая термодинамика не содержит времени в явном виде и поэтому периодически встречаются предложения о переименовании ее в термостатику. Такое название однако не включает в себя идеальную тепловую машину Карно, в которой исследовалось превращение теплоты в работы и был найден максимальный коэффициент полезного действия. Аналогичным образом…
-
1.4. Неравенство Клаузиуса как критерий равновесия
Содержание книги Ранее: Глава 3. Термодинамические свойства веществ Идеализация Карно позволяет найти максимальный коэффициент полезного действия (к.п.д.) тепловой машины; в реальной тепловой машине к.п.д. меньше максимального. Этот факт приводит к появлению неравенства Клаузиуса, которое выражает это обстоятельство на языке энтропии. В классической термодинамике неравенство Клаузиуса задает критерий самопроизвольного процесса и одновременно критерий равновесия — состояния,…
-
1.3. Термодинамические свойства веществ
Содержание книги Ранее: Глава 2. От теории теплорода к термодинамике Главной целью этой главы будет переход от первого и второго закона термодинамики к таблицах термодинамических свойств веществ. Термодинамика может быть использована для решения практических задач только при наличии свойств веществ, которые должны быть получены из специально проводимых экспериментов. Одновременно это дает представление о связи внутренней…
-
1.2. От теории теплорода к термодинамике
Содержание книги Ранее: Глава 1. Температура и термическое уравнение состояния В этой главе будут рассмотрены основные события, которые привели к появлению величины теплоты (вторая половина 18-ого века), а затем к пониманию, что теплота и работа не являются функциями состояния и введению взамен функций состояния внутренней энергии и энтропии (вторая половина 19-ого века). Большую роль в…
-
1.1. Температура и термическое уравнение состояния
Содержание книги Ранее: Часть 1. Классическая термодинамика Температура оказалось первой немеханической физической величиной, которая тем не менее важна для всех теорий механики сплошных сред. Эрнст Мах при рассмотрении истории термодинамики в книге ‘Принципы теории теплоты‘ отдает приоритет в формальном введении температуры Джеймсу Максвеллу (1871 год); по всей видимости до Максвелла такое утверждение считалось очевидным. Определение…
-
1. Классическая термодинамика
Содержание книги Ранее: Введение Термодинамические свойства, включая энтропию, являются характеристикой вещества; для более точного выражения вводится понятие термодинамической фазы. Фаза в общем случае представляет собой раствор из индивидуальных компонентов, которые также называют чистыми веществами. Рассмотрим сказанное на примере горящей свечи и начнем с воздуха, который окружает горящую свечу. Воздух является газообразной фазой — газовым раствором,…
-
Осмысление энтропии в свете свечи. Введение
Содержание книги Название отталкивается от книги Майкла Фарадея ‘История свечи‘ 1861 года; в ней Фарадей в популярной форме представил серию экспериментов для понимания процессов при горении свечи. Фарадей отмечал следующее: ‘Явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который при этом не был бы так или иначе затронут. Рассмотрение физических явлений,…
-
Осмысление энтропии в свете свечи. Содержание
Введение: Эйнштейн о феноменологических и фундаментальных теориях физики. Проблема координации и экспериментальная наука. Теория физики. Механика сплошных сред. Статистическая механика. План книги. Часть 1. Классическая термодинамика: Рассмотрение термодинамических фаз на примере горящей свечи. Описание рисунка из книги Сади Карно, который будет использован в этой части. Краткое описание содержания глав. Глава 1. Температура и термическое уравнение…