Αναστρέψιμη διαδικασία. Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής

Μονάδα λέβητα

Η έννοια της λέξης "Boiler"

μονάδα λέβητα,μονάδα λέβητα, δομικά συνδυασμένη σε ένα ενιαίο ολόκληρο σύμπλεγμα συσκευών για την παραγωγή ατμού ή ατμού υπό πίεση ζεστό νερόλόγω καύσης καυσίμου. Το κύριο μέρος του θαλάμου καύσης είναι ο θάλαμος καύσης και οι αγωγοί αερίων, οι οποίοι περιέχουν θερμαντικές επιφάνειες που λαμβάνουν θερμότητα από προϊόντα καύσης καυσίμου (υπερθερμαντήρας ατμού, εξοικονομητής νερού, θερμαντήρας αέρα). Τα στοιχεία K στηρίζονται σε πλαίσιο και προστατεύονται από την απώλεια θερμότητας με επένδυση και μόνωση. Κ. χρησιμοποιούνται επί θερμοηλεκτρικούς σταθμούς για την παροχή ατμού σε τουρμπίνες. σε βιομηχανικά και λεβητοστάσια θέρμανσης για παραγωγή ατμού και ζεστού νερού για τεχνολογικές ανάγκες και ανάγκες θέρμανσης. σε λεβητοστάσια πλοίων. Ο σχεδιασμός ενός λέβητα εξαρτάται από τον σκοπό του, τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται και τη μέθοδο καύσης, την παραγωγή ατμού μονάδας, καθώς και την πίεση και τη θερμοκρασία του παραγόμενου ατμού.

Μια αναστρέψιμη διεργασία (δηλαδή ισορροπία) είναι μια θερμοδυναμική διεργασία που μπορεί να συμβεί τόσο προς την εμπρόσθια όσο και προς την αντίστροφη κατεύθυνση, περνώντας από τις ίδιες ενδιάμεσες καταστάσεις και το σύστημα επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση χωρίς κατανάλωση ενέργειας και περιβάλλοδεν παραμένουν μακροσκοπικές αλλαγές.

Μια αναστρέψιμη διεργασία μπορεί να γίνει ώστε να ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση ανά πάσα στιγμή αλλάζοντας οποιαδήποτε ανεξάρτητη μεταβλητή κατά ένα απειροελάχιστο ποσό.

Οι αναστρέψιμες διεργασίες παράγουν την περισσότερη δουλειά. Γενικά είναι αδύνατο να λάβετε πολλή δουλειά από το σύστημα. Αυτό δίνει στις αναστρέψιμες διεργασίες θεωρητική σημασία. Στην πράξη, μια αναστρέψιμη διαδικασία δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί. Ρέει απείρως αργά, και μπορείτε μόνο να πλησιάσετε.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμοδυναμική αναστρεψιμότητα της διαδικασίας διαφέρει από τη χημική αναστρεψιμότητα. Η χημική αναστρεψιμότητα χαρακτηρίζει την κατεύθυνση της διεργασίας και η θερμοδυναμική αντιστρεψιμότητα τη μέθοδο εφαρμογής της.

Οι έννοιες της κατάστασης ισορροπίας και της αναστρέψιμης διεργασίας παίζουν σημαντικό ρόλο στη θερμοδυναμική. Όλα τα ποσοτικά συμπεράσματα της θερμοδυναμικής ισχύουν μόνο για καταστάσεις ισορροπίας και αναστρέψιμες διεργασίες.

Μη αναστρέψιμη είναι μια διαδικασία που δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση μέσω όλων των ίδιων ενδιάμεσων καταστάσεων. Όλες οι πραγματικές διαδικασίες είναι μη αναστρέψιμες. Παραδείγματα μη αναστρέψιμων διεργασιών: διάχυση, θερμική διάχυση, θερμική αγωγιμότητα, ιξώδης ροή κ.λπ. Η μετάβαση της κινητικής ενέργειας της μακροσκοπικής κίνησης μέσω της τριβής σε θερμότητα, δηλαδή στην εσωτερική ενέργεια του συστήματος, είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία.

Όλες οι φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν στη φύση χωρίζονται σε δύο τύπους - αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες.

Αφήστε ένα απομονωμένο σύστημα, ως αποτέλεσμα κάποιας διαδικασίας, να μετακινηθεί από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β και μετά να επιστρέψει στην αρχική κατάσταση. Μια διεργασία ονομάζεται αναστρέψιμη εάν είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί μια αντίστροφη μετάβαση από το Β στο Α μέσω των ίδιων ενδιάμεσων καταστάσεων, έτσι ώστε να μην παραμείνουν αλλαγές στα γύρω σώματα. Εάν μια τέτοια αντίστροφη μετάβαση δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί, εάν στο τέλος της διαδικασίας παραμείνουν κάποιες αλλαγές στο ίδιο το σύστημα ή στα γύρω σώματα, τότε η διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη.

Οποιαδήποτε διαδικασία που συνοδεύεται από τριβή είναι μη αναστρέψιμη, γιατί κατά τη διάρκεια της τριβής, μέρος της εργασίας μετατρέπεται πάντα σε θερμότητα, η θερμότητα διαχέεται και ένα ίχνος της διαδικασίας παραμένει στα γύρω σώματα - θέρμανση, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία που περιλαμβάνει την τριβή μη αναστρέψιμη. Μια ιδανική μηχανική διαδικασία που συμβαίνει σε ένα συντηρητικό σύστημα (χωρίς τη συμμετοχή δυνάμεων τριβής) θα ήταν αναστρέψιμη. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας διαδικασίας είναι η ταλάντωση ενός βαριού εκκρεμούς σε μια μακρά ανάρτηση. Λόγω της χαμηλής αντίστασης του μέσου, το πλάτος των ταλαντώσεων του εκκρεμούς πρακτικά δεν αλλάζει για μεγάλο χρονικό διάστημα, ενώ η κινητική ενέργεια του ταλαντούμενου εκκρεμούς μετατρέπεται πλήρως στη δυναμική του ενέργεια και αντίστροφα.

Το πιο σημαντικό θεμελιώδες χαρακτηριστικόΌλα τα θερμικά φαινόμενα στα οποία εμπλέκεται ένας τεράστιος αριθμός μορίων είναι η μη αναστρέψιμη φύση τους. Ένα παράδειγμα μη αναστρέψιμης διαδικασίας είναι η διαστολή ενός αερίου, ακόμη και ιδανικού, στο κενό. Ας υποθέσουμε ότι μας δίνεται ένα κλειστό δοχείο, χωρισμένο σε δύο ίσα μέρη με μια βαλβίδα (Εικόνα 1). Έστω ότι υπάρχει μια ορισμένη ποσότητα αερίου στο μέρος I και ένα κενό στο μέρος II. Η εμπειρία δείχνει ότι εάν αφαιρέσετε τον αποσβεστήρα, το αέριο θα κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε ολόκληρο τον όγκο του δοχείου (θα επεκταθεί στο κενό). Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται σαν «από μόνο του» χωρίς εξωτερική παρέμβαση. Ανεξάρτητα από το πόσο παρακολουθούμε το αέριο στο μέλλον, θα παραμένει πάντα κατανεμημένο με την ίδια πυκνότητα σε ολόκληρο το σκάφος. ανεξάρτητα από το πόσο καιρό περιμένουμε, δεν θα μπορέσουμε να παρατηρήσουμε ότι το αέριο που κατανέμεται σε ολόκληρο το σκάφος I + II από μόνο του, δηλαδή χωρίς εξωτερική παρέμβαση, φεύγει από το μέρος II και συγκεντρώνεται εξ ολοκλήρου στο μέρος I, γεγονός που θα μας έδινε ευκαιρία να πιέσετε ξανά το κλείστρο και έτσι να επιστρέψετε στην αρχική κατάσταση. Έτσι, είναι προφανές ότι η διαδικασία της διαστολής του αερίου στο κενό είναι μη αναστρέψιμη.

Εικόνα 1. Ένα κλειστό δοχείο που περιέχει αέριο και κενό και χωρίζεται από ένα χώρισμα

Η εμπειρία δείχνει ότι τα θερμικά φαινόμενα έχουν σχεδόν πάντα την ιδιότητα της μη αναστρέψιμης. Έτσι, για παράδειγμα, εάν υπάρχουν δύο σώματα κοντά, εκ των οποίων το ένα είναι θερμότερο από το άλλο, τότε οι θερμοκρασίες τους εξισώνονται σταδιακά, δηλαδή η θερμότητα «από μόνη της» ρέει από το θερμότερο σώμα στο ψυχρότερο. Ωστόσο, η αντίστροφη μεταφορά θερμότητας από ένα ψυχρότερο σώμα σε ένα θερμαινόμενο, που μπορεί να πραγματοποιηθεί σε μια ψυκτική μηχανή, δεν συμβαίνει «από μόνη της». Για να πραγματοποιηθεί μια τέτοια διαδικασία, απαιτείται η εργασία ενός άλλου φορέα, η οποία οδηγεί σε αλλαγή της κατάστασης αυτού του σώματος. Κατά συνέπεια, οι προϋποθέσεις αναστρεψιμότητας δεν πληρούνται.

Ένα κομμάτι ζάχαρης που τοποθετείται σε ζεστό τσάι διαλύεται σε αυτό, αλλά δεν συμβαίνει ποτέ από το ζεστό τσάι στο οποίο έχει ήδη διαλυθεί ένα κομμάτι ζάχαρης, το τελευταίο να διαχωρίζεται και να ξανασυναρμολογείται σε μορφή κομματιού. Φυσικά, μπορείτε να πάρετε ζάχαρη εξατμίζοντάς την από διάλυμα. Αλλά αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από αλλαγές στα γύρω σώματα, γεγονός που υποδηλώνει το μη αναστρέψιμο της διαδικασίας διάλυσης. Η διαδικασία διάχυσης είναι επίσης μη αναστρέψιμη. Γενικά, μπορούν να δοθούν πολλά παραδείγματα μη αναστρέψιμων διεργασιών. Στην πραγματικότητα, οποιαδήποτε διαδικασία συμβαίνει στη φύση υπό πραγματικές συνθήκες είναι μη αναστρέψιμη.

Έτσι, στη φύση υπάρχουν βασικά δύο είδη διάφορες διαδικασίες– αναστρέψιμο και μη αναστρέψιμο. Ο M. Planck είπε κάποτε ότι η διαφορά μεταξύ αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων διεργασιών βρίσκεται πολύ πιο βαθιά από ό,τι, για παράδειγμα, μεταξύ μηχανικών και ηλεκτρικών διεργασιών, επομένως, με περισσότερη δικαιολογία από οποιοδήποτε άλλο χαρακτηριστικό, θα πρέπει να επιλεγεί ως η πρώτη αρχή κατά την εξέταση φυσικών φαινομένων.

Μια αναστρέψιμη θερμοδυναμική διαδικασία είναι μια διαδικασία που επιτρέπει στο σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση χωρίς να παραμένουν αλλαγές στο περιβάλλον. Μόνο μια διαδικασία ισορροπίας μπορεί να είναι αναστρέψιμη, αφού κατά τη διάρκεια μιας διεργασίας ισορροπίας το σύστημα διέρχεται από μια συνεχή ακολουθία καταστάσεων που διαφέρουν απείρως ελάχιστα μεταξύ τους. Αυτή η ακολουθία καταστάσεων μπορεί να περάσει από (άπειρα

αργά) τόσο στην προς τα εμπρός όσο και προς την αντίστροφη κατεύθυνση και οι αλλαγές που συμβαίνουν στα γύρω σώματα σε οποιοδήποτε ενδιάμεσο στάδιο της διαδικασίας θα διαφέρουν για την εμπρόσθια και την αντίστροφη διαδικασία μόνο ως προς το πρόσημο. Υπό αυτές τις συνθήκες, όταν το σύστημα επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση, όλες οι αλλαγές που έχουν συμβεί στο περιβάλλον θα αντισταθμιστούν.

Ένα παράδειγμα αναστρέψιμης μηχανικής διαδικασίας είναι η ελεύθερη πτώση ενός σώματος χωρίς τριβή (στο κενό). Εάν ένα τέτοιο σώμα δεχθεί ελαστική πρόσκρουση σε οριζόντιο επίπεδο, τότε θα επιστρέψει στο σημείο εκκίνησης της τροχιάς και το σχήμα του σώματος και του επιπέδου μετά την πρόσκρουση θα αποκατασταθεί - δεν θα υπάρξουν αλλαγές στα γύρω σώματα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε αμιγώς μηχανική διαδικασία στην οποία δεν υπάρχει τριβή είναι θεμελιωδώς αναστρέψιμη. Ας γράψουμε την πρώτη αρχή για τη διαδικασία που μεταφέρει ένα σώμα από την κατάσταση 1 στην κατάσταση 2:

Με την αλλαγή των εξωτερικών επιρροών, το σώμα μπορεί να επιστρέψει από την κατάσταση 2 στην αρχική του κατάσταση 1. Στη συνέχεια

Στο αναλυόμενο παράδειγμα, το αντικείμενο παρατήρησης, έχοντας υποστεί πολλές αλλαγές, επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση. Αυτό το είδος διαδικασίας ονομάζεται κυκλική ή κυκλική. Η εσωτερική ενέργεια είναι συνάρτηση της κατάστασης του σώματος, επομένως, προσθέτοντας τις (64.1) και (64.2), παίρνουμε:

Έστω ότι η μετάβαση είναι μια ισορροπία, που συμβαίνει σε μια απειροελάχιστη διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας του υπό μελέτη συστήματος και των θερμοκρασιών των πηγών θερμότητας και μια απειροελάχιστη διαφορά μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής πίεσης. Στη συνέχεια, αλλάζοντας τις εξωτερικές επιρροές (αλλάζοντας το πρόσημο των μικρών διαφορών μεταξύ των υποδεικνυόμενων μεγεθών), το σύστημα μπορεί να επιστρέψει από την κατάσταση 2 στην αρχική κατάσταση σε ισορροπία μέσω των ίδιων ενδιάμεσων καταστάσεων που συνέβησαν στο πρώτο στάδιο της διαδικασίας (Εικ. 7.3). Σε αυτή την περίπτωση, προφανώς, και σύμφωνα με την αλλαγή στις καταστάσεις των εξωτερικών σωμάτων συνδέεται με την εκτέλεση εργασιών σε αυτά (ή αυτά) και τη μεταφορά θερμότητας, και δεδομένου ότι το άθροισμα αυτών των επιπτώσεων στην υπό εξέταση περίπτωση είναι ίσο στο μηδέν, τότε αυτά τα σώματα, μετά από μια σειρά αλλαγών, επιστρέφουν στην αρχική τους κατάσταση.

Όπως είναι γνωστό από πειράματα, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας που προκαλείται από μια πεπερασμένη διαφορά θερμοκρασίας και συμβαίνει προς την κατεύθυνση της μείωσης της θερμοκρασίας είναι μη αναστρέψιμη, αν και τα σώματα που συμμετέχουν σε μια τέτοια διαδικασία μπορεί να υποστούν σχεδόν αλλαγές ισορροπίας. Επομένως, δεν μπορεί να υποστηριχθεί ότι οποιαδήποτε αλλαγή ισορροπίας σε ένα σώμα είναι αναστρέψιμη.

Ας το εξηγήσουμε αυτό με το ακόλουθο παράδειγμα. Έστω δύο σώματα με πεπερασμένη διαφορά θερμοκρασίας (Εικ. 7.4). Εάν αυτά τα σώματα συνδέονται με έναν κακό αγωγό θερμότητας Α, τότε οι αλλαγές τους λόγω αργής μεταφοράς θερμότητας θα είναι σχεδόν ισορροπίας. Εάν, μετά την εξίσωση των θερμοκρασιών, αφαιρεθεί ο αγωγός θερμότητας, τότε το σώμα μπορεί να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση σε ισορροπία μέσω θερμικής επαφής με τον θερμοστάτη θερμοκρασίας (Εικ. 7.4). Η ίδια λειτουργία μπορεί να γίνει με το σώμα II χρησιμοποιώντας άλλο θερμοστάτη. Σε αυτό το παράδειγμα, και τα δύο σώματα επιστρέφουν στην αρχική τους κατάσταση ισορροπίας, αλλά γενικά αυτή η διαδικασία αποδεικνύεται μη αναστρέψιμη λόγω του γεγονότος ότι τελικά ο θερμοστάτης, ο οποίος έχει θερμοκρασία, εκπέμπει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας και την ίδια ποσότητα Η θερμότητα θα ληφθεί από τον θερμοστάτη Έτσι, μετά την επιστροφή των σωμάτων και της II οιονεί ισορροπίας μέσω πανομοιότυπων καταστάσεων στις αρχικές καταστάσεις, ορισμένες αλλαγές θα παραμείνουν στα γύρω σώματα (θερμοστάτες).

Ας επιστρέψουμε στην εξέταση των άμεσων και αντίστροφων αλλαγών στο σώμα, που χαρακτηρίζονται από την εξίσωση (64.3). Έστω η άμεση διεργασία 1-2 μη ισορροπημένη λόγω της πεπερασμένης διαφοράς μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών δυνάμεων. Κατόπιν, σύμφωνα με όσα αναφέρονται στην § 63, όταν χρησιμοποιούνται τα ίδια εξωτερικά σώματα, είναι αδύνατο να πραγματοποιηθεί η διαδικασία προς την αντίθετη κατεύθυνση, έτσι ώστε το έργο της μπροστινής και της αντίστροφης μετάβασης του συστήματος να αντισταθμίζει η μία την άλλη: οποιαδήποτε διαδικασία μη ισορροπίας είναι μη αναστρέψιμη: ένα σώμα που βιώνει αλλαγές μη ισορροπίας μπορεί εξωτερική επιρροήεπιστρέψει στην αρχική του κατάσταση, αλλά ορισμένες αλλαγές θα παραμείνουν στα γύρω σώματα

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα μιας μη αναστρέψιμης διαδικασίας είναι η διαστολή του αερίου σε κενό (κενό). Με μια τέτοια διαστολή, το αέριο δεν κάνει καμία δουλειά (δεν υπάρχουν εξωτερικά σώματα). Αυτό το παράδειγμα δείχνει ότι οποιαδήποτε μη αναστρέψιμη διαδικασία προς μία κατεύθυνση προχωρά αυθόρμητα, αλλά για να επιστρέψει το αέριο στην αρχική του κατάσταση (για να αντιστραφεί η διαδικασία) είναι απαραίτητο να δαπανηθεί ορισμένη εργασία(εργασία συμπίεσης αερίου), η οποία θα σχετίζεται με ορισμένες αλλαγές στα γύρω σώματα. Η φυσική φύση της μη αναστρεψιμότητας εξηγείται πιο εύκολα χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της αμοιβαίας διάχυσης δύο αερίων. ΣΕ

κύλινδρο με χώρισμα, στη μία πλευρά του οποίου υπάρχει ήλιο (μικρά μόρια), από την άλλη - αργό (μεγάλα μόρια), αφαιρέστε το χώρισμα και ακολουθήστε (τουλάχιστον διανοητικά) τη μη αναστρέψιμη διαδικασία αμοιβαίας διάχυσης αερίων. Τα μόρια ηλίου, που συγκρούονται με μεγάλα σωματίδια αργού, θα διεισδύσουν σταδιακά στον όγκο που καταλαμβάνει το αργό, ενώ τα μόρια του αργού θα διεισδύσουν στον όγκο όπου ήταν το καθαρό ήλιο. Κάθε φορά που δύο διαφορετικά μόρια συγκρούονται, αποχωρίζονται αυστηρά προς ορισμένες κατευθύνσεις σύμφωνα με τους νόμους της μηχανικής, ενώ οι πράξεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων είναι αναστρέψιμες. Ως αποτέλεσμα πολλών συγκρούσεων σωματιδίων, συμβαίνουν μη αναστρέψιμες αλλαγές στο σύστημα. Αν μπορούσαμε να κινηματογραφήσουμε όλες τις πράξεις σύγκρουσης, τότε, τρέχοντας το φιλμ προς την αντίθετη κατεύθυνση, δεν θα βλέπαμε τίποτα παράδοξο στην εικόνα της σύγκρουσης οποιουδήποτε ζεύγους μορίων. Ως τελικό αποτέλεσμα, η αναστρέψιμη εμφάνιση όλων των συγκρούσεων θα οδηγήσει στον αυθόρμητο διαχωρισμό των συστατικών του μείγματος αερίων, κάτι που δεν παρατηρείται στη φύση. Στο παραπάνω παράδειγμα, στην αρχή του πειράματος υπήρχε μια γνωστή σειρά στο σύστημα - δύο διαφορετικά αέρια ήταν μέσα διαφορετικά μέρηόγκος κυλίνδρου. Στο χάος των μοριακών συγκρούσεων, η αρχική τάξη διαταράχθηκε. Η μετάβαση από πιο διατεταγμένες καταστάσεις σε λιγότερο τακτοποιημένες είναι η φυσική ουσία της μη αναστρεψιμότητας. Η μη αναστρεψιμότητα είναι το αποτέλεσμα της εκδήλωσης στατιστικών προτύπων εγγενών σε συστήματα με ένας μεγάλος αριθμόςσωματίδια.

Όλες οι πιθανές διαδικασίες χωρίζονται σε αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες. Κατά συνέπεια, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής διατυπώνεται για αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες. Ιστορικά, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής διατυπώθηκε με βάση την ανάλυση των κυκλικών διεργασιών, αν και στις μέρες μας τα θεωρητικά μαθήματα χρησιμοποιούν επίσης μια άλλη, καθαρά αναλυτική μέθοδο για την εξαγωγή αυτού του νόμου. Θα χρησιμοποιήσουμε τη μέθοδο Ikhlov καθώς είναι πιο οπτική και πιο κατανοητή στο πρώτο στάδιο εξοικείωσης με τη θερμοδυναμική. Αρχικά, θα πρέπει να σταθούμε λεπτομερέστερα σε μερικά από τα χαρακτηριστικά των κύκλων.

Οι αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες είναι φαινόμενα, ενέργειες που συμβαίνουν σε έναν ή τον άλλο τομέα, που έχουν μελετηθεί από πολλούς ειδικούς και επιστήμονες για μεγάλο χρονικό διάστημα, και σε ορισμένες θεωρίες είναι ακόμη και θεμελιώδεις.

Ο όρος «φυσική αγορά»

Το κύριο συστατικό των διαφόρων ανεξάρτητα οργανωμένων συστημάτων είναι η μη αναστρεψιμότητα, η οποία εκδηλώνεται με την ανεξάρτητη ανάπτυξη των συστημάτων και τον συγκεκριμένο προσανατολισμό τους. Αυτές οι ενέργειες χωρίζονται σε αναστρέψιμες και Εάν η διαδικασία συμβεί ως αποτέλεσμα της προόδου του σταδίου από το πρώτο στο επόμενο, τότε μια τέτοια ενέργεια ονομάζεται μη αναστρέψιμη. Ένα παράδειγμα τέτοιας δράσης είναι η αυτοοργάνωση - η δράση της παγκόσμιας ανάπτυξης που βασίζεται στις αρχές της «αγοράς της φύσης».

Ο συμμετέχων σε αυτή την αγορά είναι η αθροιστική φύση, που εφευρίσκει νεότερους τρόπουςδράσεις, τρόποι οργάνωσης, που αρμόζουν στην ισότητα των συστημάτων. Μία από τις κύριες ιδιότητες της αγοράς μπορεί να θεωρηθεί η ικανότητα σχηματισμού ενός κύκλου ανατροφοδότησης που θα καθορίσει την τάση προς την ισότητα της αγοράς. Από οικονομική άποψη, η έννοια της αγοράς είναι ένα πολύ μερικό γεγονός της «αγοράς της φύσης», η οποία είναι, κατά συνέπεια, ένα φυσικό μέσο σύγκρισης διαφορετικών μορφών οργάνωσης της κοινωνίας.

Η αγορά χαρακτηρίζεται από διάφορες δυναμικές δράσεις που προκύπτουν σε ανεξάρτητα διαμορφωμένα συστήματα. Μπορεί να θεωρηθεί εφεύρεση της ανθρωπότητας.

Ταξινόμηση δυναμικών ενεργειών

Οι δυναμικές ενέργειες χωρίζονται σε 2 τύπους: εξελικτικές και κυματοειδείς. Το πρώτο περιλαμβάνει ενέργειες που δεν μπορούν να επαναληφθούν, το δεύτερο, αντίστοιχα, επαναλαμβανόμενες ενέργειες. Πολλές θεμελιώδεις επιστήμες, συμπεριλαμβανομένης της χημείας και της φυσικής, τοποθετούν τις αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διαδικασίες στο προσκήνιο.

Εξελικτικές ή μη αναστρέψιμες ενέργειες είναι εκείνες οι σημαντικές αλλαγές που, ακόμη και ελλείψει διαφόρων επιρροών, προχωρούν σε μια συνεπή κατεύθυνση. Για παράδειγμα, μια συνεχής τάση αύξησης του πληθυσμού, αύξηση της συνολικής παραγωγής κ.λπ.

Ορισμένες δυναμικές, καθώς και θερμοδυναμικά αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες και ενέργειες δεν εφαρμόζονται σε σύγκριση με τις περίφημες ιδεογραφικές και νομογραφικές απόψεις, όπως μπορεί να φαίνεται.

Όλη τους η διάρθρωση βρίσκεται στα επίπεδα της γενικής θεωρίας και δεν έχει καμία απολύτως σχέση με την ιδεογραφία. Από ιδεογραφική άποψη, δεν υπάρχει δυνατότητα καθιέρωσης οποιωνδήποτε προτύπων. Κατά συνέπεια, μια τέτοια δυνατότητα υπάρχει στην εξελικτική δράση. Αυτή η ενέργειαμοναδικό μόνο όταν έχει μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, δεν έχει τη δυνατότητα να κατέχει δύο ή περισσότερους συνδέσμους που βρίσκονται στην ίδια κατάσταση ή βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι είναι αδύνατο να βρεθεί μια φόρμουλα που να δείχνει την εξέλιξη από το ένα μέρος στο άλλο. Έτσι, η περίφημη διατύπωση του ξεδιπλούμενου σχηματισμού είναι 1, 2, 4, 8, ..., 2n. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι το γεγονός αυτό από μόνο του δεν μπορεί να επαναληφθεί στον καθορισμένο τόπο και χρόνο και δεν θα επαναληφθεί, από νομογραφική άποψη, σε άλλο χρόνο και σε άλλο μέρος, όταν παρατηρούνται αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες. Εντροπία ως φυσική δράσηστη θερμική διαδικασία είναι ένα σαφές παράδειγμα αυτού.

Διαδικασίες που μοιάζουν με κύμα

Οι κυματοειδείς (αναστρέψιμες, επαναλαμβανόμενες) ενέργειες είναι εκείνες οι ενέργειες αλλαγής που, σε μια δεδομένη χρονική περίοδο, έχουν μια συγκεκριμένη κατεύθυνση και την αλλάζουν στιγμή προς στιγμή. Με την αναστρεψιμότητα, μια ενέργεια, που βρίσκεται σε μια δεδομένη στιγμή σε μια κατάσταση και την αλλάζει μετά από λίγο, μπορεί τελικά να επιστρέψει στην αρχική της κατάσταση. Για παράδειγμα, οι κινήσεις στις τιμές της αγοράς, ο αριθμός των ανέργων, οι τόκοι κεφαλαίου και άλλα. Φυσικά, αυτά τα οικονομικά στοιχεία της ζωής μπορούν να αλλάξουν προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Θεωρώντας αυτές τις αλλαγές ως συνεχείς, η κίνηση αυτών των ταλαντώσεων μπορεί να αναπαρασταθεί ως γραμμή περιέλιξης, η κατεύθυνση της οποίας θα είναι διαφορετική σε διαφορετικές στιγμές. Σε αυτή την καμπύλη μπορείτε εύκολα να δείτε ότι, απομακρύνοντας ένα σημείο στο ίδιο ύψος, μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα μπορείτε να περάσετε ένα σημείο στο ίδιο επίπεδο. Ωστόσο, δεν θα είναι το ίδιο, αλλά ένα διαφορετικό σημείο, που θα στέκεται στο ίδιο ύψος με το αρχικό. Αναμφίβολα θα αντιστοιχεί σε μια εντελώς διαφορετική στιγμή και μια διαφορετική δομή των γενικών οικονομικών συνθηκών σε ζήτηση, προσφορά, παραγωγή, διανομή κ.λπ. Για να συμπίπτει πλήρως το δεύτερο σημείο με το πρώτο, είναι απαραίτητο όλες οι επιπτώσεις των διακυμάνσεων στην Η πραγματικότητα είναι αναστρέψιμη, ώστε να μην υπάρχει δυνατότητα κίνησης προς τα εμπρός ή προς τα πίσω, ώστε η κατηγορία του χρόνου να μην ισχύει για αυτούς. Φυσικά, είναι αδιαμφισβήτητο ότι δεν υπάρχει τέτοια τέλεια αναστρεψιμότητα στην οικονομική ύπαρξη, υπάρχουν μόνο μεμονωμένες, προφανώς μη αναστρέψιμες ενέργειες.

Όλες οι ενέργειες είναι αλληλένδετες, επομένως είναι απαραίτητο να κάνετε κάθε κίνηση σε σχέση με άλλες, συμπεριλαμβανομένων των μη αναστρέψιμων, καθώς κάθε στιγμή θα υπάρχει αναμφίβολα ένα νέο σύστημα συνθηκών σε μια ή την άλλη σύνδεση. Είναι απαραίτητο να αποδεχθούμε ότι όλες οι κινήσεις της οικονομικής ύπαρξης είναι μη αναστρέψιμες. Σε αυτή την περίπτωση, θα ήταν επίσης απαραίτητο να παραδεχτούμε ότι όλες οι ενέργειες των δονήσεων της φύσης είναι μη αναστρέψιμες. Επομένως, οι παραπάνω παρατηρήσεις μας επιτρέπουν να απορρίψουμε την ιδέα της απόλυτης αναστρεψιμότητας. Τα μη αναστρέψιμα και τα αναστρέψιμα βασίζονται στα αναφερόμενα κριτήρια. χημικές διεργασίες, καθώς και δράσεις που λαμβάνουν χώρα στη φυσική.

Δεν μπορεί να υποστηριχθεί ότι στην πραγματικότητα αυτές και άλλες ενέργειες συμβαίνουν ανεξάρτητα και χωριστά. Μπορεί κανείς μόνο να αναγνωρίσει τη διαφορά τους στις αρχές και να τονίσει τη διάκριση στην κατασκευή της ακαδημαϊκής έρευνας. Για να τονιστεί αυτή η ιδέα, καλό είναι να μην μιλήσουμε για άνευ όρων, αλλά για σχετικά αναστρέψιμες ενέργειες στην οικονομική ύπαρξη. Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι με μια σχετική έννοια θα πρέπει να μιλάμε για τις αναστρέψιμες επιπτώσεις των αλλαγών στις συνιστώσες της οικονομικής ύπαρξης.

Οι σκέψεις των αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων ενεργειών, καθώς και οι σκέψεις της δυναμικής και της στατικής, ανήκουν στη φυσική επιστήμη με τη στενή έννοια του όρου. Οι αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες στη φυσική, τα παραδείγματα των οποίων είναι αρκετά διαφορετικά, έχουν σημαντική σημασία σε αυτήν την επιστήμη. Το ίδιο ισχύει και για τη χημεία.

Σχέση με οικονομικές συνιστώσες

Η αναστρέψιμη και μη αναστρέψιμη διαδικασία συνδέεται με την οικονομία. Υπάρχουν απόψεις για την ορθότητα της μεταφοράς αυτών των ιδεών σε οικονομικές. Υπάρχουν όμως απόψεις ότι μεταφέρονται μόνο όροι και έννοιες.

Η μεταφορά σκέψεων από τη μια επιστήμη στην άλλη είναι θεμιτή εάν είναι επιστημονικά γόνιμη, επομένως, δεν υπάρχει άλλη διέξοδος για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Γεγονότα τέτοιας μεταφοράς συμβαίνουν. Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλές περιπτώσεις μεταφοράς ιδεών από τη σφαίρα της κοινωνικής ύπαρξης και της κοινωνιολογίας στη σφαίρα των φυσικών επιστημών. Έτσι, κάποιες ιδέες και όροι -δύναμη, νόμος, αξία, αρχή της οικονομίας- απέδωσαν επιστημονικά. Επομένως, δεν μπορεί κανείς να αντιταχθεί στη νομιμότητά τους. Την εποχή του Mill, τα οικονομικά άρχισαν να δανείζονται τις ιδέες της δυναμικής και της στατικής, αλλά τίθεται το ερώτημα: «Γιατί θα ήταν αδύνατο να αυξηθεί το εύρος χρήσης των ιδεών αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων ενεργειών;»

Η απόκτηση ορισμών από άλλες επιστήμες συνοδεύεται σχεδόν πάντα από εμβάθυνση ή διευκρίνιση τους, καθώς και θεμελιώδη αλλαγή. Σε αυτή την περίπτωση, οι ορισμοί και οι απόψεις μετακινούνται, αυξάνοντάς τους, αλλά ταυτόχρονα μη στερώντας τους το συνολικό νόημα.

Σύμφωνα με τα παραπάνω, είναι αδύνατο να μιλήσουμε για εντελώς αναστρέψιμες ενέργειες στη φύση και στην οικονομική ύπαρξη. Εδώ μιλάμε μόνο για σχετικά αναστρέψιμες ενέργειες. Μια αναστρέψιμη κίνηση στην καθαρή της μορφή, με μια υπό όρους έννοια, πρακτικά δίνεται μόνο σε μεγαλύτερο ή μικρότερο επίπεδο προσέγγισης. Η ιδέα στην οποία βασίζονται οι αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες και κύκλοι συνδέεται με την ιδέα της πιθανότητας ή του ανέφικτου να ανανεωθεί η προηγούμενη κατάσταση των στοιχείων και των σωμάτων ή των συστημάτων τους. Η όλη διαφορά και στις δύο περιπτώσεις καταλήγει στο εξής. Οι αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες στη χημεία και τη φυσική δρουν με τα μέσα του ίδιου θέματος με την αντικειμενική έννοια. Όταν λένε ότι η αιώρηση ενός εκκρεμούς είναι αναστρέψιμη ενέργεια, τότε στην προκειμένη περίπτωση μιλάμε για το ίδιο πράγμα με την ουσιαστική έννοια του εκκρεμούς, αλλά αυτό δεν είναι απολύτως σωστό. Δεν υπάρχει τέτοια ισότητα στα οικονομικά.

Η διατριβή «αναστρέψιμη και μη αναστρέψιμη διαδικασία» στα οικονομικά πρέπει να θεωρηθεί ως μια μεμονωμένη περίπτωση μιας γενικής έννοιας.

Τάσεις

Όταν εξετάζουμε την οικονομική πραγματικότητα μιας καπιταλιστικής κοινωνίας της αγοράς και τα συστατικά της, τίθεται ένα λογικό ερώτημα: σε ποιες από αυτές τις αλλαγές είναι επιρρεπείς σε ποια από τα συστατικά της; Σχεδόν όλα τα οικονομικά στοιχεία, λαμβανόμενα τόσο ξεχωριστά όσο και ως σύνολο, υπόκεινται σε ποσοτικές και ποιοτικές αλλαγές. Αλλά ενώ για ορισμένα στοιχεία, για παράδειγμα, για την οργάνωση της οικονομίας, την τεχνολογία παραγωγής, τις ανάγκες κ.λπ., οι ποιοτικές αλλαγές θα έχουν το ίδιο μεγάλη αξία, καθώς και ποσοτικά, για άλλα στοιχεία, όπως τιμή, εκπτωτικός τόκος, ενοίκιο κ.λπ., πρωταρχική σημασία θα έχουν οι ποσοτικές αλλαγές. Η σημασία των ποιοτικών αλλαγών εδώ εμφανίζεται κυρίως μόνο όταν αλλάζει η ίδια η φύση αυτών των στοιχείων, για παράδειγμα, όταν η τιμή μεταβαίνει από ελεύθερη σε σταθερή ή από αγορά σε μονοπώλιο.

Όταν στη συνέχεια διευκρινίζεται η σχέση των οικονομικών συνιστωσών, η ολότητά τους και οι αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες, μια κυκλική διαδικασία, ένας κύκλος, είναι απαραίτητο να έχουμε κατά νου τα ακόλουθα. Στο σύνολό της, η οικονομική πραγματικότητα αντιπροσωπεύει, σαν να λέγαμε, ένα ολόκληρο ρεύμα ποικίλων και συνεχών ποσοτικών και ποιοτικών αλλαγών.

Διαδικασίες στην εθνική οικονομία

Σε μια ολιστική άποψη, η πορεία της οικονομικής ανάπτυξης θεωρείται μη αναστρέψιμη με βάση το γεγονός ότι περιέχει οποιεσδήποτε συνιστώσες που περιγράφουν την καμπύλη της μη αναστρέψιμης ροής της αλλαγής για το λόγο αυτό, είναι δυνατόν να υποστηριχθεί ότι η πορεία της εθνική οικονομία, που λαμβάνει χώρα με την πάροδο του χρόνου, δεν συμβαίνει πολύ περισσότερο από μία φορά στο ίδιο επίπεδο.

Γενικά, η δράση της εθνικής οικονομίας φαίνεται να είναι η μη αναστρέψιμη δράση της μετάβασης από το ένα στάδιο στο άλλο. Και επομένως το δίλημμα των αλλαγών στην εθνική οικονομία είναι πρώτα απ' όλα δίλημμα των σταδίων ανάπτυξής της. Άρα, η κίνηση ανάπτυξης της εθνικής οικονομίας θεωρείται μη αναστρέψιμη, προκύπτει ότι οι κοινές εθνικές οικονομικές συνθήκες για την πορεία της αλλαγής και κάθε συνιστώσα της εθνικής οικονομίας αλλάζουν χωρίς διακοπή και χωρίς επιστροφή. Με απόλυτη έννοια, ούτε ένα εθνικό οικονομικό στοιχείο, αναλυόμενο σε σχέση με ολόκληρο το σύμπλεγμα των οικονομικών κριτηρίων, δεν μπορεί να αποκαλύψει μια αναστρέψιμη πορεία.

Μπορείτε εύκολα να δείτε και να συνειδητοποιήσετε ότι οι απλές ενέργειες των διαμορφώσεων της οικονομικής σφαίρας είναι σημαντικά διαφορετικές και ότι είναι σκόπιμο να χωριστούν τα στοιχεία σε τουλάχιστον πολλές ομάδες. Εξεταζόμενα αναλυτικά χωριστά, τα στοιχεία δεν μπορούν να οριστούν ως ικανά μόνο για μη αναστρέψιμες αλλαγές. Ένα σημαντικό σύνολο οικονομικών συνιστωσών, κυρίως αξιών, για παράδειγμα μισθοί, οι τιμές των εμπορευμάτων και οι φυσικές, όπως ο αριθμός των πτωχεύσεων, το ποσοστό των ανέργων, αποκαλύπτουν αναστρέψιμες επιπτώσεις των διαμορφώσεων.

Οριοθέτηση διαδικασίας

Οι αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διαδικασίες, παραδείγματα των οποίων είναι εύκολο να βρεθούν στα οικονομικά, είναι διφορούμενες. Οι διαμορφώσεις τέτοιων στοιχείων όπως το μέγεθος της παραγωγής, ο αριθμός του πληθυσμού, το επίπεδο των αναγκών, η τεχνολογία, το μέγεθος του εμπορικού κύκλου εργασιών, τα αποθεματικά κεφαλαίου κ.λπ., αποτελούνται από διάφορα στοιχεία και έχουν πολύπλοκη δομή. Το ένα συστατικό είναι η συνολική τους ανάπτυξη, το άλλο είναι ο ρυθμός ανάπτυξής τους. Λαμβάνοντας υπόψη το διαθέσιμο πραγματικό υλικό, στην πραγματικότητα, μπορεί να σημειωθεί ότι η τάση αύξησης και σχηματισμού της άρθρωσής τους συνεπάγεται μια μη αναστρέψιμη κίνηση που μπορεί να σταματήσει μόνο υπό την επίδραση ανωτέρας βίας. Από την άλλη, ο ρυθμός αυτής της ανάπτυξης είναι τεθλασμένος και είναι σαφώς αναστρέψιμο.

Η διαφορά μεταξύ των φυσικών αλλαγών στις ανεξάρτητες συνιστώσες της οικονομικής ζωής είναι προφανής και αδιαμφισβήτητη, και ταυτόχρονα, μόνο λαμβάνοντας υπόψη μπορεί κανείς να κατανοήσει το είδος της δυναμικής της οικονομικής ζωής. Η παρουσία στοιχείων που υπόκεινται σε μη αναστρέψιμες τάσεις εξηγεί τους λόγους της μοναδικότητας του εθνικού οικονομικού κινήματος και παρέχει μια ταινία συνεχούς ανάπτυξης. Επίσης, η δημιουργία στοιχείων και συστατικών τους που υπόκεινται σε αναστρέψιμες κυματοειδείς αλλαγές παρέχει την ευκαιρία να κατανοηθούν οι διακυμάνσεις στις οποίες υπόκειται η εθνική οικονομία στο σύνολό της και οι επιπτώσεις της ανάπτυξής της. Στη συγκεκριμένη μορφή της, η εθνική οικονομική δράση ανάπτυξης είναι φυσικά ομοιόμορφη. Ωστόσο, η άρνηση διάκρισης μεταξύ των βασικών ενεργειών ταξινόμησης και αλλαγής στοιχείων σε σχέση με τη σύνδεσή τους με αυτές τις ενέργειες θα σήμαινε, κατά συνέπεια, άρνηση επιστημονική έρευναβέβαιη πραγματικότητα. Αυτό επιβεβαιώνει τις θερμοδυναμικά αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διεργασίες που συμβαίνουν στη φύση.

Ιδιαιτερότητες ανάπτυξης συστημάτων

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ανάπτυξης ενός αυθαίρετου συστήματος θεωρείται η μη αναστρεψιμότητα, που εκδηλώνεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση των αλλαγών του. Αυτές οι αλλαγές συνεπάγονται τη συνεκτίμηση της συγκυρίας του χρόνου στην αντίστοιχη θεωρία. Οι τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εμφάνιση ενεργειών που συμβαίνουν τόσο στο παρόν όσο και στο μέλλον και στο παρελθόν.

Ο D. S. Mill διατύπωσε την ιδέα της στατικής και της δυναμικής των ενεργειών σε ρητή μορφή. Βασίστηκε και έδειξε σε αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες διαδικασίες, μια κυκλική διαδικασία. Μοναδικότητα ή μη αναστρέψιμο σημαίνει μόνο την μη πραγματικότητα της διαμόρφωσης της κατεύθυνσης των ενεργειών σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο, η οποία είναι τυπική για τις αναστρέψιμες ενέργειες.

Η πολυπλοκότητα μιας συγκεκριμένης οικονομικής πραγματικότητας μας αναγκάζει να την απλοποιήσουμε, να ξεφύγουμε από τις περισσότερες συνδέσεις και χαρακτηριστικά της. Από αυτή την άποψη, κάθε οικονομική έννοια παρέχει μόνο μια υπό όρους ορθή αντανάκλαση του αντίστοιχου μέρους της οικονομικής πραγματικότητας.

Η βάση για την ανάλυση της οικονομικής ανάπτυξης πρέπει να ληφθεί με ακρίβεια ολόκληρο το σύστημασχηματισμός οικονομικές δραστηριότητεςκοινότητες. Αλλά μια ολοκληρωμένη γενική θεωρία μπορεί να οικοδομηθεί μόνο με βάση μια μελέτη της ανάπτυξης ξεχωριστών συγκεκριμένων ιστορικών τύπων οργάνωσης της οικονομικής δραστηριότητας.

Ισορροπία συστημάτων

Πολλοί επιστήμονες έχουν εξετάσει την αναστρέψιμη και μη αναστρέψιμη διαδικασία από οικονομική άποψη. ανέπτυξε την ιδέα ότι η ισορροπία στην αγορά καταλήγει στην αμοιβαία προσαρμογή των προσωπικών σχεδίων και εκτελείται σύμφωνα με έναν τύπο που, ακολουθώντας τις φυσικές επιστήμες, άρχισε να ονομάζεται «αρνητική ανάδραση».

Ο ορισμός ισχύει για πολύπλοκες οικονομικές δράσεις, τις οποίες ο N. Kondratiev ονομάζει αναστρέψιμες. Οι διακυμάνσεις στην οικονομία, συμπεριλαμβανομένων των περιοδικών αλλαγών, όπως το κόστος, οι τόκοι, οι μισθοί, έχουν επαναλαμβανόμενο χαρακτήρα για πολλά χρόνια. Οι διακυμάνσεις χωρίζονται σε μακροπρόθεσμες, μεσοπρόθεσμες και βραχυπρόθεσμες.

Η αρχή της αρνητικής ανάδρασης δείχνει μόνο πώς διατηρείται μια απροσδόκητα εμφανιζόμενη λειτουργία στο σύστημα, αλλά δεν μας επιτρέπει να ανιχνεύσουμε το σχέδιο προέλευσης καθιερωμένη τάξη, καθώς και η μετάβαση από το ένα στάδιο ανάπτυξης στο άλλο. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι απαραίτητο να αγωνιστούμε για την αρχή σε αυτό, οι προηγμένες αλλαγές που σχηματίζονται στο σύστημα εντείνονται και συσσωρεύονται. Ανεξάρτητα από το ποια θεωρία υπόκειται σε απροσδόκητες αποκλίσεις από την ισορροπία, αλλά εάν βρίσκεται σε μεταβαλλόμενη κατάσταση, λόγω αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, αυτές οι ταλαντεύσεις επιδεινώνονται και τελικά οδηγούν στην επιτάχυνση της προηγούμενης ρουτίνας και δομής. Από την άλλη πλευρά, ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης, τα στοιχεία του παλιού συστήματος έρχονται σε συντονισμένη συμπεριφορά, λόγω της οποίας εμφανίζονται κοινές ενέργειες στο σύστημα και σχηματίζονται νέα παραγγελίακαι φρέσκια αναλογία.

Η εμφάνιση σωρευτικών ενεργειών, καθώς και η διαμόρφωση και πρόοδος νέων δομών, συνδέεται με τα τυχαία γεγονότα, τα οποία οδηγούν σταθερά στην αστάθεια του συστήματος.

Η αγορά είναι ένα ανοιχτό σύστημα στο οποίο υπάρχει συνεχής αλληλεπίδραση μεταξύ αγοραστών και καταναλωτών, πωλητών και παραγωγών. Τόσο η τυχαία όσο και η αυθόρμητη τάξη βασιλεύει στην αγορά. Έτσι, κατά την αγορά και την πώληση προϊόντων, κάθε άτομο καθοδηγείται φυσικά πρώτα από τη χρησιμότητα και την αναγκαιότητα και όχι από το κόστος τους. Στις ενέργειες των σχέσεων αγοράς, δύο μέρη καταλήγουν σε ένα κοινό συμπέρασμα, και αυτό οδηγεί στη συνέχεια στην εμφάνιση μιας απροσδόκητης τάξης, που εκδηλώνεται στην ισορροπία μεταξύ προσφοράς και ζήτησης.

Τελική συγχορδία

Όλες οι κινήσεις λοιπόν ανεξάρτητη οργάνωσηέχουν μια συγκεκριμένη εστίαση, που είναι στην πραγματικότητα το σημαντικό χαρακτηριστικό τους, συμπεριλαμβανομένης της αγοράς με την οικονομική έννοια. Ο Δ. ήταν ο πρώτος που μελέτησε αυτά τα θέματα, ο οποίος έδωσε έναν ορισμό των αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων ενεργειών στην οικονομία. Συνιστάται να συνεχίσετε να μελετάτε αυτές τις ενέργειες, συμπεριλαμβανομένων των αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων διεργασιών στη φύση. Στη χημεία και τη φυσική, αυτή η κατεύθυνση, όπως ήδη αναφέρθηκε, θεωρείται θεμελιώδης, καθορίζοντας, για παράδειγμα, ενέργειες όπως θερμικές διεργασίες. Το εάν οι ενέργειες και οι διαδικασίες που συμβαίνουν σε έναν ή τον άλλο τομέα της ζωής είναι αναστρέψιμες ή μη αναστρέψιμες θεωρείται ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να γίνει γνωστό.

Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής - ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας για θερμικές διεργασίες - καθιερώνει τη σύνδεση μεταξύ ποσότητα θερμότηταςΤο Q λαμβάνεται από το σύστημα αλλάζοντας το ΔU του εσωτερική ενέργεια και εργασίαΑ, τέλειο πάνω από εξωτερικά σώματα:

Η ποσότητα θερμότητας που μεταδίδεται στο σύστημα πηγαίνει για να αλλάξει την εσωτερική του ενέργεια και να εκτελέσει εργασία ενάντια σε εξωτερικές δυνάμεις.

Δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ διεργασίες που παραβιάζουν τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο. Ωστόσο, αυτός ο νόμος δεν παρέχει καμία πληροφορία σχετικά με την κατεύθυνση προς την οποία αναπτύσσονται οι διαδικασίες που ικανοποιούν την αρχή της διατήρησης της ενέργειας.

Υπάρχουν αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες θερμοδυναμικές διεργασίες.

Μια αναστρέψιμη θερμοδυναμική διαδικασία είναι μια διαδικασία που επιτρέπει στο σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση χωρίς να παραμένουν αλλαγές στο περιβάλλον.

Όταν συμβαίνει μια αναστρέψιμη διαδικασία, το σύστημα περνά από τη μια κατάσταση ισορροπίας στην άλλη. Οι διαδικασίες κατά τις οποίες ένα σύστημα παραμένει σε κατάσταση ισορροπίας όλη την ώρα ονομάζονται οιονεί στατικό.Όλες οι οιονεί στατικές διεργασίες είναι αναστρέψιμες. Όλες οι αναστρέψιμες διεργασίες είναι σχεδόν στατικές.

Εάν το ρευστό εργασίας μιας θερμικής μηχανής έλθει σε επαφή με μια θερμική δεξαμενή, η θερμοκρασία της οποίας παραμένει αμετάβλητη κατά τη διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας, τότε η μόνη αναστρέψιμη διεργασία θα είναι μια ισοθερμική οιονεί στατική διεργασία που συμβαίνει σε απειροελάχιστη διαφορά στις θερμοκρασίες του ρευστού εργασίας και της δεξαμενής. Εάν υπάρχουν δύο θερμικές δεξαμενές με διαφορετικές θερμοκρασίες, οι διεργασίες μπορούν να πραγματοποιηθούν με αναστρέψιμο τρόπο σε δύο ισοθερμικές τομές. Δεδομένου ότι η αδιαβατική διαδικασία μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί και προς τις δύο κατευθύνσεις (αδιαβατική συμπίεση και αδιαβατική διαστολή), μια κυκλική διεργασία που αποτελείται από δύο ισόθερμες και δύο αδιαβατικές ( Κύκλος Carnot) είναι η μόνη αναστρέψιμη κυκλική διαδικασία κατά την οποία το ρευστό εργασίας έρχεται σε θερμική επαφή με δύο μόνο θερμικές δεξαμενές.

Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής δεν καθορίζει την κατεύθυνση των θερμικών διεργασιών. Ωστόσο, όπως δείχνει η εμπειρία, πολλές θερμικές διεργασίες μπορούν να συμβούν μόνο προς μία κατεύθυνση. Τέτοιες διαδικασίες ονομάζονται μη αναστρέψιμες.

Μια μη αναστρέψιμη θερμοδυναμική διαδικασία είναι μια διαδικασία που δεν επιτρέπει στο σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση χωρίς να παραμείνουν αλλαγές στο περιβάλλον. Μια τέτοια διαδικασία στην προς τα εμπρός κατεύθυνση προχωρά αυθόρμητα και για να πραγματοποιηθεί προς την αντίστροφη κατεύθυνση, ώστε το σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση, απαιτείται μια διαδικασία αντιστάθμισης σε εξωτερικά σώματα, ως αποτέλεσμα της οποίας αποδεικνύεται η κατάσταση αυτών των σωμάτων. να είναι διαφορετική από την αρχική.

Για παράδειγμα, κατά τη θερμική επαφή δύο σωμάτων με διαφορετικές θερμοκρασίες, η ροή θερμότητας κατευθύνεται πάντα από το θερμότερο σώμα προς το ψυχρότερο. Δεν υπάρχει ποτέ μια αυθόρμητη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας από ένα σώμα με χαμηλή θερμοκρασία σε ένα σώμα με υψηλότερη θερμοκρασία. Κατά συνέπεια, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας σε μια πεπερασμένη διαφορά θερμοκρασίας είναι μη αναστρέψιμη.

Όλες οι άλλες κυκλικές διεργασίες που πραγματοποιούνται με δύο δεξαμενές θερμότητας είναι μη αναστρέψιμες. Μη αναστρέψιμες είναι οι διαδικασίες μετατροπής του μηχανικού έργου σε εσωτερική ενέργεια ενός σώματος λόγω της παρουσίας τριβής, οι διαδικασίες διάχυσης σε αέρια και υγρά, διεργασίες ανάμειξης αερίων παρουσία αρχικής διαφοράς πίεσης κ.λπ.

Όλες οι πραγματικές διαδικασίες είναι μη αναστρέψιμες, αλλά μπορούν να προσεγγίσουν αναστρέψιμες διεργασίες όσο πιο κοντά είναι επιθυμητό. Οι αναστρέψιμες διαδικασίες είναι εξιδανικεύσεις πραγματικών διεργασιών.

Η μονόδρομη κατεύθυνση των μακροσκοπικών διεργασιών εκλαμβάνεται ψυχολογικά ως η μονόδρομη κατεύθυνση του χρόνου.

Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής

Η εμπειρία το δείχνει διαφορετικών τύπωνοι ενέργειες είναι άνισες ως προς την ικανότητά τους να μετατρέπονται σε άλλους τύπους ενέργειας. Η μηχανική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί πλήρως σε εσωτερική ενέργεια οποιουδήποτε σώματος. Υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί για τον αντίστροφο μετασχηματισμό της εσωτερικής ενέργειας σε άλλους τύπους ενέργειας: η παροχή εσωτερικής ενέργειας δεν μπορεί, σε καμία περίπτωση, να μετατραπεί πλήρως σε άλλους τύπους ενέργειας. Η εμφάνιση διεργασιών στη φύση συνδέεται με τα σημειωμένα χαρακτηριστικά των ενεργειακών μετασχηματισμών.

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής σχετίζεται άμεσα με τη μη αναστρέψιμη πραγματοποίηση των πραγματικών θερμικών διεργασιών. Η ενέργεια της θερμικής κίνησης των μορίων είναι ποιοτικά διαφορετική από όλους τους άλλους τύπους ενέργειας - μηχανική, ηλεκτρική, χημική κ.λπ. συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας της θερμικής κίνησης. Η τελευταία μπορεί να βιώσει τη μετατροπή σε οποιοδήποτε άλλο είδος ενέργειας μόνο εν μέρει. Επομένως, οποιαδήποτε φυσική διαδικασία κατά την οποία οποιοσδήποτε τύπος ενέργειας μετατρέπεται σε ενέργεια θερμικής κίνησης μορίων είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία, δηλαδή δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί εντελώς προς την αντίθετη κατεύθυνση. Μια κοινή ιδιότητα όλων των μη αναστρέψιμων διεργασιών είναι ότι συμβαίνουν σε ένα θερμοδυναμικά μη ισορροπημένο σύστημα και ως αποτέλεσμα αυτών των διεργασιών ένα κλειστό σύστημα προσεγγίζει μια κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας.

Η κατεύθυνση των αυθόρμητων διαδικασιών καθορίζεται από τον δεύτερο νόμο (νόμο) της θερμοδυναμικής. Μπορεί να διαμορφωθεί με τη μορφή απαγόρευσης ορισμένων τύπων θερμοδυναμικών διεργασιών.

Αυτός ο νόμος είναι το αποτέλεσμα μιας γενίκευσης ενός τεράστιου όγκου πειραματικών δεδομένων.

Δηλώσεις του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής:

1) σύμφωνα με το Carnot: μέγιστοςΑποδοτικότητα ενός θερμικού κινητήρα δεν εξαρτάται από τον τύπο του ρευστού εργασίας και καθορίζεται πλήρως από τις οριακές θερμοκρασίες μεταξύ των οποίων λειτουργεί το μηχάνημα.

2) σύμφωνα με τον Clausius: είναι αδύνατη μια διαδικασία της οποίας το μοναδικό αποτέλεσμα είναι η μεταφορά ενέργειας με τη μορφή θερμότητας από ένα λιγότερο θερμαινόμενο σώμα σε ένα πιο θερμαινόμενο σώμα.

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής δεν απαγορεύει τη μεταφορά θερμότητας από ένα λιγότερο θερμαινόμενο σώμα σε ένα πιο θερμαινόμενο σώμα, μια τέτοια μετάβαση πραγματοποιείται σε μια μηχανή ψύξης, αλλά ταυτόχρονα οι εξωτερικές δυνάμεις λειτουργούν στο σύστημα, δηλ. αυτή η μετάβαση δεν είναι το μόνο αποτέλεσμα της διαδικασίας.

3) σύμφωνα με τον Kelvin: μια κυκλική διαδικασία είναι αδύνατη, το μόνο αποτέλεσμα της οποίας είναι η μετατροπή της θερμότητας που λαμβάνεται από τη θερμάστρα σε εργασία ισοδύναμη με αυτήν.

Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται ότι αυτή η σύνθεση έρχεται σε αντίθεση με τη διαδικασία της ισοθερμικής διαστολής ενός ιδανικού αερίου. Πράγματι, όλη η θερμότητα που λαμβάνει ένα ιδανικό αέριο από κάποιο σώμα μετατρέπεται πλήρως σε έργο. Ωστόσο, η απόκτηση θερμότητας και η μετατροπή της σε εργασία δεν είναι το μόνο τελικό αποτέλεσμα της διαδικασίας. Επιπλέον, ως αποτέλεσμα της διαδικασίας, ο όγκος του αερίου αλλάζει.

4) σύμφωνα με τον Ostwald: η υλοποίηση μιας μηχανής αέναης κίνησης δεύτερου είδους είναι αδύνατη.

Μια μηχανή αέναης κίνησης δεύτερου είδους είναι μια συσκευή περιοδικής λειτουργίας που εκτελεί εργασία μόνο ψύχοντας μια πηγή θερμότητας.

Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας μηχανής θα ήταν η μηχανή ενός πλοίου, η οποία αντλεί θερμότητα από τη θάλασσα και τη χρησιμοποιεί για να προωθήσει το πλοίο. Ένας τέτοιος κινητήρας θα ήταν πρακτικά αιώνιος, γιατί... Η παροχή ενέργειας στο περιβάλλον είναι πρακτικά απεριόριστη.

Όλες οι δηλώσεις του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής είναι ισοδύναμα.

Η ισοδυναμία αυτών των σκευασμάτων είναι εύκολο να φανεί. Στην πραγματικότητα, ας υποθέσουμε ότι το αξίωμα του Clausius είναι λανθασμένο, δηλαδή υπάρχει μια διαδικασία της οποίας το μόνο αποτέλεσμα θα ήταν η μεταφορά θερμότητας από ένα ψυχρότερο σώμα σε ένα θερμότερο. Στη συνέχεια παίρνουμε δύο σώματα με διαφορετικές θερμοκρασίες (καλοριφέρ και ψυγείο) και πραγματοποιούμε αρκετούς κύκλους της θερμικής μηχανής, παίρνοντας θερμότητα από τη θερμάστρα, δίνοντάς τη στο ψυγείο και κάνοντας δουλειά . Μετά από αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε τη διαδικασία Clausius και θα επιστρέψουμε τη θερμότητα από το ψυγείο στη θερμάστρα. Ως αποτέλεσμα, αποδεικνύεται ότι έχουμε κάνει δουλειά μόνο αφαιρώντας τη θερμότητα από τον θερμαντήρα, δηλαδή, το αξίωμα του Thomson είναι επίσης εσφαλμένο.

Από την άλλη πλευρά, ας υποθέσουμε ότι το αξίωμα του Thomson είναι ψευδές. Στη συνέχεια, μπορείτε να αφαιρέσετε μέρος της θερμότητας από το πιο κρύο σώμα και να το μετατρέψετε σε μηχανική εργασία. Αυτή η εργασία μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα, για παράδειγμα, με τριβή, θερμαίνοντας ένα θερμότερο σώμα. Αυτό σημαίνει ότι από την ανακρίβεια του αξιώματος του Thomson προκύπτει ότι το αξίωμα του Clausius είναι εσφαλμένο. Έτσι, τα αξιώματα του Clausius και του Thomson είναι ισοδύναμα.

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής είναι ένα αξίωμα που δεν μπορεί να αποδειχθεί στο πλαίσιο της θερμοδυναμικής. Δημιουργήθηκε με βάση μια γενίκευση πειραματικών γεγονότων και έλαβε πολυάριθμες πειραματικές επιβεβαιώσεις.

Από τη σκοπιά της στατιστικής φυσικής, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής είναι στατιστικής φύσης: ισχύει για την πιο πιθανή συμπεριφορά του συστήματος. Η ύπαρξη διακυμάνσεων εμποδίζει την ακριβή εφαρμογή του, αλλά η πιθανότητα οποιασδήποτε σημαντικής παραβίασης είναι εξαιρετικά μικρή.

Εντροπία

Εντροπία (από την ελληνική εντροπία - περιστροφή, μετασχηματισμός), μια έννοια που εισήχθη για πρώτη φορά στη θερμοδυναμική από τον R. Clausius (1865) για να προσδιορίσει το μέτρο της μη αναστρέψιμης διάχυσης ενέργειας, κατέστησε δυνατή την αυστηρά μαθηματική διατύπωση του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής. Η εντροπία μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας δύο ισοδύναμες προσεγγίσεις - στατιστική και θερμοδυναμική.

Θερμοδυναμική προσέγγιση

Εντροπία, συνάρτηση της κατάστασης S ενός θερμοδυναμικού συστήματος2, η μεταβολή της οποίας dS για μια απείρως μικρή αναστρέψιμη αλλαγή στην κατάσταση του συστήματος είναι ίση με την αναλογία της ποσότητας θερμότητας που λαμβάνει το σύστημα σε αυτή τη διαδικασία (ή που λαμβάνεται μακριά από το σύστημα) στην απόλυτη θερμοκρασία T:

Όπου δ μικρό– αύξηση της εντροπίας. δ Q 3 – ελάχιστη θερμότητα που παρέχεται στο σύστημα. Τ –απόλυτη θερμοκρασία διεργασίας.

Μέγεθος dSείναι μια συνολική διαφορά, δηλ. η ενσωμάτωσή του σε οποιαδήποτε αυθαίρετα επιλεγμένη διαδρομή δίνει τη διαφορά μεταξύ των τιμών εντροπίας στην αρχική (Α) και την τελική (Β) κατάσταση:

Η θερμότητα δεν είναι συνάρτηση κατάστασης, άρα το ολοκλήρωμα του δ Qεξαρτάται από την επιλεγμένη διαδρομή μετάβασης μεταξύ των καταστάσεων ΕΝΑΚαι ΣΕ.

Εντροπίαμετρημένο σε J/(mol K).

Οι εκφράσεις (1) και (2) ισχύουν μόνο για αναστρέψιμες διεργασίες.

Για μη αναστρέψιμες διεργασίες ισχύει η ακόλουθη ανισότητα:

, (3)

από το οποίο προκύπτει ότι η εντροπία αυξάνεται σε αυτές τις διαδικασίες.

Ιδιότητες της εντροπίας:

1. Η εντροπία είναι μια αθροιστική ποσότητα, δηλ. Η εντροπία ενός συστήματος πολλών σωμάτων είναι το άθροισμα των εντροπιών κάθε σώματος: S = ∑Si .

2. Σε διαδικασίες ισορροπίας χωρίς μεταφορά θερμότητας, η εντροπία δεν αλλάζει. Επομένως, οι αδιαβατικές διεργασίες ισορροπίας (δ Q= 0) ονομάζεται ισεντροπικό.

3. Η εντροπία προσδιορίζεται μόνο μέχρι μια αυθαίρετη σταθερά.

Πράγματι, σύμφωνα με τον τύπο (2), μετράται μόνο η διαφορά στις εντροπίες σε δύο καταστάσεις.

Η απόλυτη τιμή της εντροπίας μπορεί να οριστεί χρησιμοποιώντας τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής (θεώρημα Nernst): η εντροπία οποιουδήποτε σώματος τείνει στο μηδέν καθώς η θερμοκρασία του τείνει στο απόλυτο μηδέν: lim S = 0 ως T → 0K .

Έτσι, λαμβάνεται το αρχικό σημείο αναφοράς για την εντροπία

μικρό 0 = 0 στο Τ→ 0 Κ.

Η εντροπία είναι μια συνάρτηση που δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ μακρο- και μικρο-καταστάσεων. η μόνη συνάρτηση στη φυσική που δείχνει την κατεύθυνση των διεργασιών.

Εντροπία – V φυσικές επιστήμεςένα μέτρο αταξίας σε ένα σύστημα που αποτελείται από πολλά στοιχεία. Ειδικότερα, στη στατιστική φυσική - ένα μέτρο της πιθανότητας εμφάνισης οποιασδήποτε μακροσκοπικής κατάστασης. στη θεωρία της πληροφορίας - ένα μέτρο της αβεβαιότητας οποιασδήποτε εμπειρίας (δοκιμή), η οποία μπορεί να έχει διαφορετικά αποτελέσματα, και επομένως τον όγκο των πληροφοριών. V ιστορική επιστήμη, για να εξηγήσει το φαινόμενο της εναλλακτικής ιστορίας (αμετάβλητο και μεταβλητότητα ιστορική διαδικασία). Η εντροπία στην επιστήμη των υπολογιστών είναι ο βαθμός ελλιπούς και αβεβαιότητας της γνώσης.

Η έννοια της εντροπίας, όπως φαίνεται για πρώτη φορά από τον E. Schrödinger (1944), είναι επίσης απαραίτητη για την κατανόηση των φαινομένων της ζωής. Ένας ζωντανός οργανισμός, από την άποψη των φυσικοχημικών διεργασιών που συμβαίνουν σε αυτόν, μπορεί να θεωρηθεί ως ένα πολύπλοκο ανοιχτό σύστημα, που βρίσκεται σε μη ισορροπημένη, αλλά ακίνητη κατάσταση. Οι οργανισμοί χαρακτηρίζονται από μια ισορροπία μεταξύ των διεργασιών που οδηγούν σε αύξηση της εντροπίας και των μεταβολικών διεργασιών που τη μειώνουν. Ωστόσο, η ζωή δεν περιορίζεται σε ένα απλό σύνολο φυσικών και χημικών διεργασιών σύνθετες διαδικασίεςαυτορρύθμιση. Επομένως, η έννοια της εντροπίας δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χαρακτηρίσει τη δραστηριότητα της ζωής των οργανισμών στο σύνολό τους.

Νόμος της αυξανόμενης εντροπίας

Εικ.2.
Μη αναστρέψιμη κυκλική θερμοδυναμική διαδικασία

Ας εφαρμόσουμε την ανισότητα (3) για να περιγράψουμε τη μη αναστρέψιμη κυκλική θερμοδυναμική διαδικασία που φαίνεται στο Σχ. 2.

Ας είναι η διαδικασία μη αναστρέψιμη και η διαδικασία αναστρέψιμη. Τότε η ανισότητα (3) για αυτήν την περίπτωση θα έχει τη μορφή:

(4)

Δεδομένου ότι η διαδικασία είναι αναστρέψιμη, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη σχέση (2) για αυτήν, η οποία δίνει:

(5)

Η αντικατάσταση αυτού του τύπου με την ανισότητα (4) μας επιτρέπει να λάβουμε την έκφραση:

(6)

Η σύγκριση των παραστάσεων (2) και (6) μας επιτρέπει να γράψουμε την ακόλουθη ανισότητα:

(7)

στο οποίο το πρόσημο ίσου εμφανίζεται εάν η διαδικασία είναι αναστρέψιμη και το πρόσημο είναι μεγαλύτερο εάν η διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη.

Η ανισότητα (7) μπορεί επίσης να γραφτεί σε διαφορική μορφή:

Αν θεωρήσουμε ένα αδιαβατικά απομονωμένο θερμοδυναμικό σύστημα για το οποίο , τότε η έκφραση (8) θα έχει τη μορφή: Δ μικρό = μικρό 2 – μικρό 1 ≥ 0

ή σε ολοκληρωμένη μορφή:

/ρε μικρό ≥ 0 (9)

Από τον τύπο (9) προκύπτει: μικρό 2 ≥ μικρό 1 .

Οι ανισότητες που προκύπτουν εκφράζονται νόμος της αυξανόμενης εντροπίας, η οποία μπορεί να διατυπωθεί ως εξής:

Σε ένα αδιαβατικά απομονωμένο θερμοδυναμικό σύστημα, η εντροπία δεν μπορεί να μειωθεί: είτε διατηρείται εάν εμφανίζονται μόνο αναστρέψιμες διεργασίες στο σύστημα, είτε αυξάνεται εάν συμβεί τουλάχιστον μία μη αναστρέψιμη διεργασία στο σύστημα.

Η γραπτή δήλωση είναι μια άλλη διατύπωση του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής.

Έτσι, ένα απομονωμένο θερμοδυναμικό σύστημα τείνει στη μέγιστη τιμή εντροπίας στην οποία κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας.

Η θερμοδυναμική ισορροπία ενός αδιαβατικού συστήματος αντιστοιχεί σε μια κατάσταση με μέγιστη εντροπία. Η εντροπία μπορεί να έχει όχι ένα, αλλά πολλά μέγιστα, και το σύστημα θα έχει πολλές καταστάσεις ισορροπίας. Η ισορροπία που αντιστοιχεί στο μέγιστο μέγιστο της εντροπίας ονομάζεται απολύτως σταθερή (σταθερή). Μια σημαντική συνέπεια προκύπτει από τη συνθήκη της μέγιστης εντροπίας των αδιαβατικών συστημάτων σε κατάσταση ισορροπίας: η θερμοκρασία όλων των τμημάτων του συστήματος σε κατάσταση ισορροπίας είναι η ίδια.

Η ανάπτυξη της εντροπίας είναι κοινή περιουσίαόλες οι μη αναστρέψιμες διεργασίες που εμφανίζονται αυθόρμητα σε απομονωμένα θερμοδυναμικά συστήματα. Σε κατάσταση ισορροπίας, η εντροπία παίρνει τη μέγιστη τιμή της. Σε μια κατάσταση με μέγιστη εντροπία, οι μακροσκοπικές μη αναστρέψιμες διεργασίες είναι αδύνατες.

Κατά τις αναστρέψιμες διεργασίες σε απομονωμένα συστήματα, η εντροπία δεν αλλάζει.

Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν το σύστημα δεν είναι απομονωμένο, τότε είναι δυνατή η μείωση της εντροπίας. Ένα παράδειγμα τέτοιου συστήματος είναι, για παράδειγμα, ένα συνηθισμένο ψυγείο, μέσα στο οποίο είναι δυνατή η μείωση της εντροπίας. Αλλά για τέτοια ανοιχτά συστήματααυτή η τοπική μείωση της εντροπίας αντισταθμίζεται πάντα από μια αύξηση της εντροπίας στο περιβάλλον, η οποία υπερβαίνει την τοπική της μείωση.

Στατιστική προσέγγιση

Το 1878 ο L. Boltzmann έδωσε πιθανολογικόςερμηνεία της έννοιας της εντροπίας. Πρότεινε να θεωρηθεί η εντροπία ως μέτρο στατιστικής διαταραχήςσε ένα κλειστό θερμοδυναμικό σύστημα. Παράλληλα ο Λ. Μπόλτζμαν προχώρησε από γενική θέση: η φύση τείνει από λιγότερο πιθανές καταστάσεις σε πιο πιθανές καταστάσεις.

Όλες οι αυθόρμητες διαδικασίες σε ένα κλειστό σύστημα, που φέρνουν το σύστημα πιο κοντά σε μια κατάσταση ισορροπίας και συνοδεύονται από αύξηση της εντροπίας, κατευθύνονται προς την αύξηση της πιθανότητας της κατάστασης. Οποιαδήποτε κατάσταση ενός μακροσκοπικού συστήματος που περιέχει μεγάλο αριθμό σωματιδίων μπορεί να πραγματοποιηθεί με πολλούς τρόπους.

Η θερμοδυναμική πιθανότητα W μιας κατάστασης συστήματος είναι ο αριθμός των τρόπων με τους οποίους μπορεί να πραγματοποιηθεί μια δεδομένη κατάσταση ενός μακροσκοπικού συστήματος ή ο αριθμός των μικροκαταστάσεων που υλοποιούν μια δεδομένη μακροκατάσταση.

Εξ ορισμού, η θερμοδυναμική πιθανότητα W >> 1.

Για παράδειγμα, εάν υπάρχει 1 mol αερίου σε ένα δοχείο, τότε ένας τεράστιος αριθμός Ντρόποι τοποθέτησης ενός μορίου σε δύο μισά ενός δοχείου: Ν= 2 ΝΈνα όπου ΝΑ – Ο αριθμός του Avogadro.

Κάθε ένα από αυτά είναι μια μικροκατάσταση. Μόνο μία από τις μικροκαταστάσεις αντιστοιχεί στην περίπτωση που όλα τα μόρια συλλέγονται στο ένα μισό (για παράδειγμα, το δεξί) του δοχείου. Η πιθανότητα ενός τέτοιου γεγονότος είναι πρακτικά μηδενική. Ο μεγαλύτερος αριθμός μικροκαταστάσεων αντιστοιχεί στην κατάσταση ισορροπίας, στην οποία τα μόρια είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα σε όλο τον όγκο. Γι' αυτό η κατάσταση ισορροπίας είναι η πιο πιθανή.Η κατάσταση ισορροπίας από την άλλη πλευρά είναι η κατάσταση της μεγαλύτερης διαταραχής σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα και η κατάσταση με τη μέγιστη εντροπία.

Σύμφωνα με τον Boltzmann, η εντροπία S ενός συστήματος και η θερμοδυναμική πιθανότητα W συσχετίζονται ως εξής:

S= κΔΔ,

Οπου κ= 1,38·10 –23 J/K – Σταθερά Boltzmann.

Έτσι, η εντροπία καθορίζεται από τον λογάριθμο του αριθμού των μικροκαταστάσεων με τη βοήθεια των οποίων μπορεί να πραγματοποιηθεί μια δεδομένη μακροκατάσταση. Κατά συνέπεια, η εντροπία μπορεί να θεωρηθεί ως μέτρο της πιθανότητας της κατάστασης ενός θερμοδυναμικού συστήματος.

Η πιθανολογική ερμηνεία του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής επιτρέπει την αυθόρμητη απόκλιση του συστήματος από την κατάσταση της θερμοδυναμικής ισορροπίας. Τέτοιες αποκλίσεις ονομάζονται διακυμάνσεις 4. Σε συστήματα που περιέχουν μεγάλο αριθμό σωματιδίων, σημαντικές αποκλίσεις από την κατάσταση ισορροπίας είναι εξαιρετικά απίθανες. Η παρουσία διακυμάνσεων δείχνει ότι ο νόμος της αυξανόμενης εντροπίας ικανοποιείται μόνο στατιστικά: κατά μέσο όρο για μεγάλο χρονικό διάστημα.

1. Μια αναστρέψιμη θερμοδυναμική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία που επιτρέπει στο σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση χωρίς να παραμένουν αλλαγές στο περιβάλλον.


Απαραίτητη και επαρκής προϋπόθεση για την αναστρεψιμότητα μιας θερμοδυναμικής διαδικασίας είναι η ισορροπία της.
 2. Μη αναστρέψιμη θερμοδυναμική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία που δεν επιτρέπει στο σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση χωρίς να παραμείνουν αλλαγές στο περιβάλλον.
Όλες οι πραγματικές διεργασίες συμβαίνουν με πεπερασμένη ταχύτητα. Συνοδεύονται από τριβή, διάχυση και μεταφορά θερμότητας σε πεπερασμένη διαφορά μεταξύ των θερμοκρασιών του συστήματος και

εξωτερικό περιβάλλον . Κατά συνέπεια, είναι όλα μη ισορροπημένα και μη αναστρέψιμα.
σωματίδια – εμφανίζονται άλλοι νέοι νόμοι. Εάν κινηματογραφήσουμε την κίνηση ενός σωματιδίου, τότε σε οποιαδήποτε κατεύθυνση θέασης όλα θα είναι καλά για εμάς. Αν κινηματογραφήσουμε τη διάλυση του κρυστάλλου και κοιτάξουμε προς την αντίθετη κατεύθυνση, είναι σαφές ότι αυτό δεν συμβαίνει. Για να εξεταστούν μη αναστρέψιμες διαδικασίες, χρειάζονται συστήματα b.ch.h. Η κίνηση ενός σωματιδίου είναι αναστρέψιμη, αλλά η κίνηση μιας ομάδας σωματιδίων είναι μη αναστρέψιμη. Να περιγράψει ένα σύστημα β.χ.χ. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί η θερμοδυναμική ή στατική μέθοδος.

· Με τη θερμοδυναμική μέθοδο, η σύνθεση δεν είναι σημαντική. Είναι σημαντικό πώς αλλάζει το σύστημα όταν γίνεται πράξη. Η εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας και η εξίσωση Mendeleev-Clapeyron πέτυχαν αυτήν την προσέγγιση. Το αλγεβρικό άθροισμα όλων των ποσοτήτων θερμότητας (που απορροφάται και απελευθερώνεται) σε ένα θερμικά μονωμένο σύστημα είναι ίσο με μηδέν. Q1+ Q2+…+ Qn= 0, όπου n είναι ο αριθμός των σωμάτων στο σύστημα. Q = сm(t2 – t1), όπου m – σωματικό βάρος, kg; (t2 – t1) – διαφορά θερμοκρασίας σώματος, ° C (ή K); με - ειδική θερμότητατην ουσία από την οποία αποτελείται το σώμα. Η θερμοδυναμική είναι μια περιγραφική επιστήμη που μας επιτρέπει να αποκλείσουμε αδύνατα σενάρια ανάπτυξης σε ένα σύστημα.

· Στατική φυσική. P=nkT, όπου k είναι η σταθερά του Boltzmann. (pV=nRt) Η πίεση στο αέριο εξηγείται από ελαστικές συγκρούσεις μορίων με τα τοιχώματα του αγγείου - ώθηση. Η στατιστική προσέγγιση μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τι είναι η πίεση και η απόλυτη θερμοκρασία. Απόλυτη θερμοκρασία 0 - κάθε μοριακή κίνηση σταματά. - Η κινητική ενέργεια σχετίζεται με τη θερμοκρασία. Τα μόρια έχουν διαφορετικές ταχύτητες. Αν η ταχύτητα ήταν 0, ολόκληρη η ατμόσφαιρα θα βρισκόταν στη Γη. Αν οι ταχύτητες των μορίων ήταν περιορισμένες, τότε η ατμόσφαιρα θα τελείωνε . Η ατμόσφαιρα αλλάζει σταδιακά, η πίεση μειώνεται με το υψόμετρο. Η συγκέντρωση των μορίων και η πίεση στην ατμόσφαιρα θα μηδενιστούν μόνο σε άπειρο υψόμετρο. Εάν υπάρχουν μόρια διαφορετικής μάζας: τα ελαφρύτερα θα πετάξουν ευκολότερα. Σχεδόν όλο το υδρογόνο έχει διαφύγει από την ατμόσφαιρα. Τα βαριά μόρια είναι πιο κοντά στη Γη. Το g είναι σταθερό μόνο σε μικρές αποστάσεις από τη Γη. Εάν η απόσταση είναι μεγαλύτερη, χρησιμοποιήστε . ; . Το πώς συμπεριφέρεται η ατμόσφαιρα εξαρτάται από τη μάζα του πλανήτη. Τα μικρά χάνουν την ατμόσφαιρά τους πιο γρήγορα. Οι μοριακές ταχύτητες κυμαίνονται από το μηδέν έως το άπειρο. Κατά τη χαοτική κίνηση, μπορεί να προσδιοριστεί η κατανομή των μοριακών ταχυτήτων (που προκύπτει από τον Maxwell).

· Συνάρτηση κατανομής Maxwell. Ας υπάρχει nπανομοιότυπα μόρια σε κατάσταση τυχαίας θερμικής κίνησης σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Μετά από κάθε πράξη σύγκρουσης μεταξύ μορίων, οι ταχύτητες τους αλλάζουν τυχαία. Ως αποτέλεσμα ενός αφάνταστα μεγάλου αριθμού συγκρούσεων, δημιουργείται μια σταθερή κατάσταση ισορροπίας, όταν ο αριθμός των μορίων σε μια δεδομένη περιοχή ταχύτητας παραμένει σταθερός. Ως αποτέλεσμα κάθε σύγκρουσης, οι προβολές ταχύτητας των μορίων υφίστανται μια τυχαία αλλαγή κατά Δυ x, Δυ y, Δυ z, και οι αλλαγές σε κάθε προβολή ταχύτητας είναι ανεξάρτητες η μία από την άλλη. Θα υποθέσουμε ότι τα πεδία δύναμης δεν δρουν στα σωματίδια. Ας βρούμε κάτω από αυτές τις συνθήκες ποιος είναι ο αριθμός των σωματιδίων d nαπό το σύνολο nέχει ταχύτητα στην περιοχή από υ έως υ+Δυ. Η ταχύτητα είναι μια διανυσματική ποσότητα. Για προβολή της ταχύτητας στον άξονα x ( xου συνιστώσα της ταχύτητας) από έχουμε , τότε . Η πιθανότητα ένα μόριο να έχει ταχύτητα στο διάστημα (Vx;Vx+dVx) θα είναι ίση με Ο αριθμός των μορίων είναι πεπερασμένος, αλλά οι ταχύτητες είναι άπειρες. - αριθμός μορίων με ταχύτητα στην περιοχή (Vx;Vx+dVx). Η πιθανότητα η ταχύτητα ενός μορίου να ικανοποιεί ταυτόχρονα τρεις συνθήκες: το x-συστατικό της ταχύτητας βρίσκεται στην περιοχή από υ x έως υ x + dυ x. y-συστατικό, στην περιοχή από υ y έως υ y +dυ y; z-συνιστώσα, στο διάστημα από υ z έως υ z +dυ z θα είναι ίσο με το γινόμενο των πιθανοτήτων καθεμιάς από τις συνθήκες (γεγονότα) χωριστά: , όπου (Vx; Vx+dVx) ; (Vy;Vy+dVy) ; (Vz; Vz+dVz) – ο αριθμός των μορίων που έχουν ταυτόχρονα ταχύτητα στα διαστήματα.