История третья: Встреча с хаосом.
- Ты опять валяешься, Леонид! Есть в тебе что-то от мимикродона. - Валяться нужно, - с глубокой убежденностью отвечал Горбовский. - Это философски необходимо. Бессмысленные движения руками и ногами неуклонно увеличивают энтропию Вселенной. Я хотел бы сказать миру: "Люди! Больше лежите! Бойтесь тепловой смерти!" - Удивляюсь, как ты еще не перешел на ползанье. - Я думал об этом. Слишком велико трение. С энтропийной точки зрения выгоднее перемещаться в вертикальном положении. А. и Б. Стругацкие «Полдень. XXII век»
Сперва мы разобрались с конечным результатом любой химической реакции – это преобразование, а точнее перераспределение энергии. Сегодня пришло время разобраться с причиной, благодаря которой происходят процессы в окружающем нас мире! Итак, в игру вступает его высочество Хаос, которому ученые дали более благозвучное название – энтропия. Энтропия характеризует степень неупорядоченности любой системы. Попробуем представить эту неупорядоченность… Сперва посмотрим на какой-нибудь совершенный кристалл (например, кусочек льда) при как можно более низкой температуре: с одной стороны его структура не содержит дефектов (он же идеальный), с другой – температура слишком низкая, чтобы такие дефекты могли образоваться в результате теплового движения молекул. Иными словами наш кристалл поддерживает внутри себя совершенный порядок, а значит его энтропия равняется нулю. Теперь начнем повышать температуру (т.е. вводить в систему энергию тем или иным способом), в структуре кристалла постепенно возникнут тепловые дефекты, которые будут понемногу увеличивать неупорядоченность, а когда кристалл достигнет температуры плавления, то и вовсе произойдет резкий энтропийный скачок (при переходе из твердого состояния в жидкое). Как ни странно, но рост энтропии сопровождает любой физико-химический процесс, протекающий в нашем реальном мире. Для изолированных систем (которой, к слову, является вселенная) закон изменения энтропии выглядит вот так: ΔS/Δt ≥ 0 (Со временем энтропия возрастает, да ) Иными словами, в окружающем нас реальном мире химическая реакция возможна, если она сопровождается увеличением энтропии!
А теперь странный вопрос: В конечном итоге нашу вселенную поджидает тепловая смерть – это состояние замкнутой системы, когда все процессы направленного обмена энергией прекратились. Каково же будет значение энтропии в этот замечательный момент?
Все комментарии по данному материалу оставляйте на форуме в разделе "Обсуждение материалов"
|