Просто о сложном... по настоящему. Энтропия.

Собственно, как я и предполагал .

"Я не знаю и не понимаю о чем говорю, поэтому давайте я вам расскажу ради рейтингов и популярности, что это такое... Еще и скажу, что это просто о сложном."


Проблема автора предыдущего поста в том, что он в принципе не мог сказать просто о сложном, потому что до сих пор для себя сам не упростил это понятие и не понимает его. Ни его смысла, ни то, для чего его внедрили. А все просто - невероятно просто. Настолько просто, насколько это возможно.


Энтропия это величина потерь энергии, которые появляются, когда одно горячее тело, взаимодействуют с более холодным. Вот и все. И введено это понятие было в эпоху развития термодинамики и изучения процессов внутри этих тел (часто связанных с двигателями - в этом как бы и идея была появления в целом всего этого раздела науки, термодинамики). И нужна эта величина была, потому что вся физика строиться на идеализации абстрактных объектов. Идеальный математический маятник, идеально равномерное движение, идеальные точки взаимодействующие между собой с идеальной массой, с целой величиной, идеальный вечный двигатель, идеальный аппарат для пожирания мороженки.


Из-за этого многие формулы и алгоритмы были часто очень далеки от реальности, не совпадая с ней. Поэтому в области физики всегда появляется человек, который идеализируя систему упускает что-то, и поэтому его мысленный эксперимент так и остается в воображландии.


Реальность всегда сообщает нам о том, что мир чертовски не идеален. И с термодинамикой была ровно такая же херовая ситуация - в эпоху развития тепловых двигателей появилась радостная идея, что возможен вечный двигатель, который будет вечно двигать.

Просто о сложном... по настоящему. Энтропия. Лутшее эксплонашн, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Научпоп, Длиннопост

И как и сила трения в механике, которая компенсирует идеальные системы и сообщает нам о потерях при движении, энтропия введена в физику для того, чтобы при расчетах, была возможность опираться на неидеальность этого мира. Вот и все. Никакой сложности. Совершенно. Появление дальнейших спекуляций на эту тему я объясню ниже.


Для начала, почему так много в самой физике определений энтропии?


Как и сила трения, энтропия требует изучения, ведь понимая врага ты можешь действовать вопреки ему. Поэтому для ученых очень важно понимать - почему одни теплые тела передают энергию холодным хуже чем другие. В разных разделах физики по разному отнеслись к решению этого вопроса, потому что для разных разделов эта величина требуется для разного применения. Как например у силы трения есть - сила трения качения, сила трения ровных поверхностей, сила трения пердения и тп... Это просто разные способы применения одной и той же общей величины... Для разных ситуаций.


Приведенный пример автора поста из области статистической термодинамики. В статистической механики нет никаких объектов и процессов. Там полная абстракция, нужная для понимания взаимодействия теплого и холодного. Там нет начала и конца процесса, нет четкого определения пути. Как и любая область науки, основанная на теории вероятности, ей требуется вывести идеальную формулу вероятности, для всего процесса переноса тепла. Всего. Поэтому и введено понятие состояний, и возможности этих состояний.


Потому что - предположим - если бы статистическая механика занималась вопросом изучения поведения человека на посты предыдущего оратора. Тогда для понимания того, как человек отреагирует, необходимо учесть миллионы миллиарды факторов, влияющих на мое гхм на поведение абстрактного читателя, как поведет себя этот человек. И если считать, что состояние покоя для абстрактного читателя это идеальное спокойствие и полная отрешенность, то какого будет число различных реакций этого человека? Какого количество различных вариантов? Вот статистическая поведенединамика изучала бы миллион возможных вариантов, при которых различные размеры "энтропии" поведения, то есть потерь, которые бы появлялись при передачи информации от одного любящего рейтинги тела к другому спокойному телу, были бы определены процентом ОТ ВСЕХ ВОЗМОЖНЫХ СОСТОЯНИЙ. Поэтому там такие огромные числа. Они не просто так нужны, потому что вероятность требует учитывать большое число вещей... И не стоит путать обычную ЭНТРОПИЮ и СТАТИСТИЧЕСКУЮ ЭНТРОПИЮ. Это понятия для разных разделов и абстракций...


Физики очень занудные люди, как и любые люди стремящиеся все привести к цифрам... вы еще с математиками не общались, ога. И физикам очень нравится всё без причины приводить к формулам. Для этого и вычисляется они и занимаются таким доскональным подсчетом всего. Это и применение иногда находит, даже.


Теперь собственно об росте энтропии. Что вообще подразумевают под ростом энтропии. Почему рост неизбежен, и вообще редко, когда наоборот.


Потому что все исходит из формулы. Все вообще в физике исходит из формул. Физики это естественнонаучные математики, они не говорят на человеческом языке - у них есть простой и понятный для них язык формул. Который жестко зафиксирован.


И вот глядя на формулу (картинка ниже) понимаешь, что чем больший промежуток времени ты берешь, тем больше потерь (суммарно) в системе происходит. Вот и все. Теории хаоса у них... Проще надо быть.

Просто о сложном... по настоящему. Энтропия. Лутшее эксплонашн, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Научпоп, Длиннопост

Почему теплое тело охлаждаясь понижает свою энтропию? Потому что формулы, вот почему...

Просто о сложном... по настоящему. Энтропия. Лутшее эксплонашн, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Научпоп, Длиннопост

Потому что по формуле, если ты вычитаешь из холодного теплое, то энтропия по формуле будет со знаком минус. ВОТ И ВСЕ. Никакой МАГИИ. Никакой особенности. Просто парадокс формулы объяснен таким образом. Вот и все... Когда из меньшего вычитаешь большее - то получишь локально выражение со знаком минус.


Теперь логично бы перейти к трем основам термодинамики...

И как это всегда бывает логично для меня, как для программиста, начнем с нулевого закона термодинамики.


Нулевой закон гласит - если два тела в тепловом взаимодействии с третьим телом... То все три тела будут в тепловом взаимодействии. Лодку мне... Тут думаю все понятно.


Первый закон гласит - энергия может менять состояние, может быть красной и квадратной, но сумма энергии системы обязана оставаться суммарно одинаковой. И энтропия тоже никуда не девается - просто это потери одной из систем, которые преобразуются во что-то кроме тепла, или выходит за границы систем. Вот и все...


Второй закон - сумма энтропий в ЕСТЕСТВЕННЫХ (далеких от идеала) термодинамических системах со временем будет только расти. Всегда. Наверное прочитавший это скажет - "ВАУ. Какой сложный закон, объясняющий все в мире... а нет. Подождите. Где то обман. Там ведь сложнее было." А вот и нет. Ни фига там не было сложнее. Все что говорит второй закон термодинамики, что знаете ребята, мир он как бы не идеален, и не вся энергия передаваемая от одного тела другому будет полностью передана. Потери неизбежны, учитывай это в своих расчетах, лалка.


Третий закон - энтропия абсолютно идеального тела (абсолютли, как Курицын например), который по температуре равняется нулю, как твоя бывшая, тоже равняется нулю. То есть сколько бы парниша не остывал, но достигнув нуля, он остывать перестанет. Потому что не может быть температуры ниже нуля. А значит и потерь тепла тоже не может быть. А значит невозможна энтропия. Очевидно блядь...


Как видим - НЕТ НИЧЕГО СЛОЖНО В ТРЕХ НАЧАЛАХ. Совершенно. Это простые законы, которые просто избавляют голову от лишнего геммора и не требуют каждый раз объяснять человеку - почему это не так. Человеку знающему эти законы... К сожалению, человек знающий их херней не страдает, а неучам все равно приходится объяснять, что это значит.


Так вот... Как же так вышло, что за словом энтропия закрепился стереотип, что это мол термин для всего, говорящий нам обо всем.


Причины в этом три...

Первая - ученые любят мокрощелки и популярность.

Вторая ученые любят философствовать, а слов человеческих у них нет, вот они и используют слова из своей области науки.

Третья - большинство людей ленивые тупые идиоты, любящие романтизировать вещи, которые не понимают.


Вы должны понимать, что появление термодинамики, как области науки совпало, да и в принципе стало причиной, технического прогресса в мире в 18-19 веках. Эпохи великий изменений в науке.


Тогда наука стала своего рода мэйнстримом, желанием и способом заработать популярность. Наукой интересовались, стремились изучить и понять, стремились объяснить ей все.


Тогда движущей силой науки были захватившие популярность термодинамические системы - двигатели разных мастей. Так например развитие современных ИТ технологий и связанных с ними наук, популярно у нас сейчас, у них популярным было собрать двигатели. А потом появились реактивные двигатели, и популярным стало быть кем то околокосмическим. Понятное дело, что такая популярность стала прекрасным подспорьем для всякого рода комичных элементов.


Первое - как убедить телочку и глупую публику в том, что ты неограниченно умный и крутой? Да очень просто - говори обыденные вещи заумными словами...

"Милая, наша любовь наполнена энтропией! Я так больше не могу, это гложет меня!" "Дорогой, ты такой романтичный, что я аж кончу",

"Милая, все неизбежно ведет к хаосу и потерям, давай займемся сексом" "О господи, я теку от твоей гениальности"

Просто о сложном... по настоящему. Энтропия. Лутшее эксплонашн, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Научпоп, Длиннопост

Второе - как показать себе лично, что ты неебаца философ? "Все очень плохо, это знаете... в физике есть такое понятие, энтропия, вот все в мире постепенно катиться в тартарары"


Ясен пень, такое использование этого термина не могло не остаться без последствий, потому что люди в большинстве своем невероятно тупы. И если умный человек, делающий высказывания только для повышения своего чсв, использует термин "энтропии", где не попадя, то черт возьми это неизбежно приведет к тому, что тупой, подражая умному, тоже будет использовать этот термин, где не попадя. Так как общение людей, неизбежно приводит к тому, что использованный ни к месту термин приводит к непониманию и разночтениям, то начинаются жесточайшие споры терминологий.


Но проблема в том, что используется этот термин для поднятия своего ЧСВ и рейтинга в обществе. И логично, ввиду тупости и тщеславия большинства людей, что вместо того, чтобы признать, что использующие этот термин просто тупые долбоебы, которые не умеют в слова, начинают придумывать дополнительное значение слову, которое будет иметь широкое философское применение - мера хаоса, мера потерь, великая абстрактная абСракность. Вот такая вот солидарность псевдозаумных любителей философствовать и глупцов - и чсв целы, и философы чсв могут свое дальше тереть. Этакая, социальная энтропия разума... бггг.


Потому что говорить - омг энтропия это сложно, это мол мера потерь, мера хаоса  - принято в обществе и очень круто звучит. А говорить, что сила трения это сложно, это мера потерь, мера хаоса - звучит не так круто. Потому что что такое энтропия не знает большинство людей, а с трением так или иначе сталкивался каждый.


А значит телочку уже развести не получится заумными словами вида "Любая деятельность ведет к потерям, даже наши отношения, это знаешь... ну как... трение" "Не звони мне больше."


Энтропия просто красивое слово и термин, которое стало жертвой своей красоты.


Резюмируя - не надо обожествлять физику. Не надо делать ее философским, сложным течением, в которой так много всего романтичного и непонятного. Физика проста, скучна и безынтересна сама по себе,  так как является простым инструментом - как топор. Но как и топором, физикой можно пользоваться и получать удовольствие от правильного ее применения, а можно убить бабушку... Будьте осторожны.


Использование научного термина, для ненаучной аналогии это хорошо, когда ты пытаешься найти интересную аналогию. Но их нельзя использовать постоянно - так как тогда термин становится волшебной коровой. К тому же, аналогии не лучший способ познать то, что ты используешь в качестве аналогии.


И если ты каждый раз заменяешь понятие посрать, на другой эвфемизм, например поспать, то нет ничего удивительного, что когда ты начнешь объяснять несведущему в процессе дефекации человеку, что такое отложить гигантского коричневого червя в дюны белой фарфоровой пустыни, используя вместо термина посрать, термин поспать, что человек услышавший тебя, будет путать эти понятия в дальнейшем и применять их везде не понимая, почему процессы так не похожи, при этом считая себя очень тупым, хотя все на самом деле намного проще.


Все намного проще - энтропия не какая то великая магия, не какое то непонятное ничего. Это просто мера потерь в термодинамике. Не больше не меньше. Не дурите себя филосовствованием, не пугайтесь тем, что в разных областях науки ее определяют разным расширением формулы - так нужно не потому что энтропия как понятие сложно, а потому что так проще определить какое то другое значение, на которое влияет энтропия, чтобы понять, как в этом процессе она задействована. Сама идея и причина появления термина ПРОЩЕ.


Я не идеален, термодинамика последний раз мной изучалась в 2006 году, и я мог многое забыть (энтропия, епт). Мог многое исковеркать, потому что в физике всегда есть много НО и сносок, которые все простым объяснением не объяснишь. Вообще.


Но моей целью не было рассказать вам всё - моей целью было донести до вас простыми словами то, что вы возможно считали сложным и не понимали, и боялись понять и постигнуть. Потому что проблема популяризаторов науки не в том, что люди тупые, а в том, что популяризаторы науки не могут показать людям, что боятся науки не надо - там все проще и приземленней, если не требуется вдаваться в подробности. Надеюсь у меня получилось упростить для вас картину мира.


Критика приветствуется, даже неадекватная. Неадекватная меня сильно посмешит, так что польза есть. Адекватная расширит мой кругозор.


P.S. Пишу это постом, не потому что хочу популярности - изначально это было сообщением. Просто многие сообщали мне о том, что мои гигантские сообщения очень неудобно искать по пикабу, и лучше бы я делал это в виде постов. Надеюсь мои хатико-подписчики довольны. Недоброжелатели добавляйте тег - лутшее эксплонейшен в игнор и вы не будете видеть мои посты.

Наука | Научпоп

7.7K постов78.5K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

33
Автор поста оценил этот комментарий

Вообще бред полный, конечно. Пытаясь свести всё к примитивизму и опошлить, вы не служите целям просвещения, вы просто навязываете свою точку зрения большинству под видом эксперта.

"Энтропия это величина потерь энергии, которые появляются, когда одно горячее тело, взаимодействуют с более холодным. Вот и все." Во-первых, это не величина потерь энергии, потому что энтропия не есть энергия. Во-вторых, вообще говоря, энтропия описывает множество процессов, где нет взаимодействия горячего тела и холодного - испарение жидкости в вакуум, излучение в вакууме и тд... Вакуум же не тело? Хрум, кажется ваша теория грохнулась.

"энтропия введена в физику для того, чтобы при расчетах, была возможность опираться на неидеальность этого мира." вот что за бред? Как можно опираться на неидеальность? Ну даже, если не придираться к словам - это прямо противоречит тому факту, что энтропия абсолютно необходима для описания идеальных систем. Идеальный газ в идеальном теплоизоляторе - в мысленном эксперименте, да пожалуйста. А вот энтропию из этого всего никак не исключить, чтобы это прямо не противоречило законам природы. Учет диссипации (трения) дает определенные поправки, а случае газов открывает даже некоторые новые пути эволюции системы, но само направление естественных процессов не меняет.

"Почему теплое тело охлаждаясь понижает свою энтропию? Потому что формулы, вот почему..." Неправильно, это прямое нарушение причинно-следственной связи. Это энтропия (как функция) определяет направление проистечения процессов в замкнутой системе, а не наоборот. Фундаментальный закон природы, знаете ли.

Вообще, лучше бы литературу известную бы почитали, прежде чем толкованием заниматься. Увы, но Перельмана из вас не получилось, как и занимательной физики в этом посте. Весь порыв на мокрощелки ушёл.

раскрыть ветку
8
Автор поста оценил этот комментарий
имхо, слов много - толку мало
текст тяжело читается, не видно связности и много воды
комменты тоже все какие-то надутые
раскрыть ветку
42
Автор поста оценил этот комментарий
ответный пост

Энтропия = СЛОЖНА СЛОЖНА НИУЯНЕПОНЯТНО. Открывает человек картинки-тексты - и что? В одном месте написано S=δQ/T , ок. А в другом месте написано ПОДРУГОМУ dS=δQ/T ( S= δQ/T ). А в третьем месте фигурирует везде не S, а ΔS ( S2 - S1 ). Это уже разрывает мозг, и буквы δ Δ d, и что пишут по-разному, с толку сбить. Человек пытается представить какой-нибудь простейший процесс термодинамики, и прикинуть как изменилось это δQ/T . У человека, скорее всего, ничего не получается, либо получается с другим знаком, не как должно быть. А почему, собственно, так постулировали, почему δQ/T ? Ведь подвод тепла Q это, быть может, что-то упорядоченное, а температура T явно хаос. Почему не T/δQ ? Что такое δQ ? Бесконечно малое приращение? А почему беконечно малое поделить на конечную среднюю температуру равно НЕ бесконечно малое, а конечная S ?

Ответ на пост «Просто о сложном... по настоящему. Энтропия.» Научпоп, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Мат, Ответ на пост, Длиннопост

Википидилипиюю.. посмотрел.. δQ/T , похоже, вытекает из какой-то математики: существует функция состояния, линейная дифференциальная форма Пфаффа, условие интегрируемости Эйлера, функционал а не полный дифференциал несуществующей функции, условие Фробениуса, интегрирующий множитель/делитель, превращающий эту форму в полный дифференциал, Пфаффовы формы, имеющие интегрирующий множитель/делитель называют гомогномными, пфаффова форма двух путинентов всегда голономна (теорема Коши). СПАСИБО, ВИКИПЕДИЯ! Наверное, речь идёт про ОБОСНОВАНИЕ какое-то математическое. Но я хотя бы понял, что "δ" это "функционал", то есть просто приращение малое, а "d" , как водится, полный дифференциал, т.е. скорость приращения, производная, и тп.....А почему 2 и 3 законы термодинамики сформулированы по-разному? То про передачу энергии от холодного к тёплому и изменение окружающих третьих и четвёртых тел... то про необходимость холодильника у циклической машины. То про достижение(нет) абсолютного нуля, как скорости света...то про энтропию опять...то что-то про химическое средство, способность реагировать, из химии... Не легче ли было написать ПЯТЬ начал термодинамики (если что - упомянуть связность, группность, каких-то законов между собой). Поэтому это д..мо никто не любит, и пользуется словом "энтропия" как попало.

Я, всё же, немного разобрался. Термодинамическая(!! не из всяких состояний и вероятностей), наша привычная формула, энтропия эта, Q/T , берёт истоки в идеальном термодинамическом цикле Карно, квадратном-прямоугольном типловом типа цикле. Типа Идеальный Цикл Карно, не потому что он без трений, это и так понятно, а потому что он довольно СЛОЖНЫЙ, хоть и простой-квадратный на вид. Что мы представляем обычно под циклом? Сжатие газа. Нагрев газа. Газ вращает турбину...но, даже без трений - газ не может истратить весь подаренный нагрев в работу. На выхлопе турбины газ всё равно будет повышенной горячности, и надо его охладить в холодильнике до первоначального состояния. Так вот...в цикле Кано газ нагревается изотермически, нагревается с постоянной температурой(!!), т.к. одновременно с этим совершает часть работы и пытается эту температуру потерять. Ладно, предположим, это бензиновый двигатель: бензин сжигают медленно, особым темпом, хитро, пока поршень уже проходит полпути. Но там ведь и сжатие такое же! Есть участок простого сжатия, а есть одновременное сжатие с изотермическим охлаждением.

Ответ на пост «Просто о сложном... по настоящему. Энтропия.» Научпоп, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Мат, Ответ на пост, Длиннопост

Что ещё написано: "В реальных тепловых машинах цикл Карно не используют, поскольку практически невозможно осуществить процессы изотермического сжатия и расширения. Кроме того, полезная работа цикла, представляющая собой сумму разнозначных работ во всех четырех процессах, даже в идеальном случае полного отсутствия потерь - мала по сравнению с работой в каждом из процессов, то есть итоговый результат представляет собой малую разность больших величин. Это означает высокую отзывчивость на небольшие вариации...высокой чувствительности полезной работы и КПД к отклонениям от идеальности (потерям на трение)...с учетом всех потерь полезная работа цикла Карно приближается к нулю". Но, когда нет трения, цикл Карно, со всеми сложностями и костылями - всё же демонстрирует максимальный КПД. Да, КПД зависит не только от потерь тепла, трений - но и от организации даже этого простейшего "квадратного" цикла, по Карно, или по Гавно.

КПД= Работа/Нагрев = (Q.нагрев+Q.холод)/Q.нагрев =(Q1+Q2)/Q1 ... (Q.холодильника или Q2 имеет отрицательное значение, поэтому ПЛЮС) ... Как я понимаю, запись учитывает и трение: если турбина мутная, даже шершавая - газ выйдет из турбины ещё более горячим, нагреваясь от трений, как будто его ещё немного черти трением подогрели. Холодильником придётся охладить газ ещё больше, а Q1+Q2 = опять же, покажет только полезную работу турбины. В случае Карно (изотермы, и проч) Q для идеального газа расписывается через массы-теплоёмкости-давления-объёмы-температуры = проще, многое потом сокращается, и выходит КПД=(T1-T2)/T1 . Во всех других даже безтреньевых циклах с такими же температурами T1 нагревателя и T2 холодильника = КПД получается меньше. Карно вроде как идеален...из придуманного в те века(?)

Что мы имеем для Карно без трений. КПД=(Q1+Q2)/Q1=(T1-T2)/T1 . Дальше, можно раскрыть эти дроби и получить Q1/T1+Q2/T2=0 . Две какие-то части, одна относится к нагревальнику, другая к холодильнику, и они друг друга уравновешивают...они обе следуют по пути газа в цикле: сначала газ получает положительный нагрев, потом газ получает отрицательный холодильник (только в идеальной турбине и насосе трения нет, там адиабатические штуки, и тамошние Q = 0), а потом цикл приходит в исходную точку, и сумма этих изменений = 0

Q/T ещё называли ПРИВЕДЁННОЙ ТЕПЛОТОЙ, типа количество теплоты от источника или холодильника /отнесено к источника или холодильника температуре. Далее, что пишут: "любой произвольный равновесный цикл (походу, без слишком бешенных скачков) - можно разбить семействами изотерм и адиабат на совокупность ряда элементарных циклов Карно, на много-много узеньких тоненьких циклов карно...эта операция аналогична представлению криволинейной трапеции суммой элементарных прямоугольников при вычислении её площади" (трапеции!! юбки с покатыми боками! а юбошные отклонения вроде трение даёт...неужели и трение учли?!...слабо верится, вот остался покатый край юбки от трения, при разбиении на узенькие циклы Карно - Q2 там есть, а реального Q1 - нету, это турбина...хотя, если понимать под Q=ΔU+A...и ваще, возможно что роль Q1 там играет трение). Или даже в форме ЯЙЦА, а не только кривой трапеции...

Ответ на пост «Просто о сложном... по настоящему. Энтропия.» Научпоп, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Мат, Ответ на пост, Длиннопост
Ответ на пост «Просто о сложном... по настоящему. Энтропия.» Научпоп, Энтропия, Наука, Физика, Термодинамика, Мат, Ответ на пост, Длиннопост

Итак, для любого цикла ("независимо от их формы и свойств рабочего вещества") сумма.маленьких.частичных.положительных δQ1/T1 + сумма.маленьких.частичных.отрицательных δQ2/T2 = 0 .

Сумма малюсеньких = значит интеграл..  δQ/T = 0 . Из математики известно, что X=∫ dX , где X= некая функция. Предположим, есть некая функция (назовём её, ну, S), тогда выходит, то, что, под интегралом.. δQ/T=dS , а сама S= δQ/T (которую ввел Клаузиус 1866 г. и назвал энтропией). Это значит, что  δQ/T = 0 = S ?

.. S=0 ? при полном круге цикла? Значит, эта функция отражает не параметр, а изменение. Для удобства можно переиначить всё нах, выбрать рандомное начало отсчёта, и писать везде ΔS. При полном обороте цикла ΔS=0 , при неполном, да при любом процессе: ΔS= δQ/T , интеграл от начальной точки до конечной точки части процесса.

И что с того? Ведь, по аналогии, и для внутренней энергии можно записать такое же  δU/T = 0, и всё такое же: внутренняя энергия есть функция состояния системы и сумма ее изменений по замкнутому контуру в циклическом процессе = 0 (начальные и конечные значения внутренней энергии совпадают). Ну и что, что трение? Ну, вот, турбина с трением, газ после турбины чуть горячее, чем должен быть, с немного бОльшей энтропией S, как будто выхлоп ещё немного черти трением подогрели...Но ведь холодильник отнимет и этот излишек, и всё будет так же чих-пых: и с присутствием трения, для газа в цикле, ΔS=0 , при полном обороте...и начинается другой такой же оборот, всё типа "обратимо"? Не, понятие обратимости подразумевает запуск цикла в обратном направлении, типа в виде не турбины, не двигателя, а в виде холодильного агрегата, кондиционера...а там газ хладагент течёт "наоборот", там "турбина" и "насос" поменялись местами...если прямой процесс из-за трения отклонялся на диаграмме вправо-внизу, то обратный процесс будет отклоняться из-за трения влево-вверху, ну типа того. Это значит НЕОБРАТИМОСТЬ, графики отличаться будут. Где холодильник излишнее тепло трения забирает, где в наружный блок кондиционера больше выбрасывается. Да небось ещё не всё трение обратно в тепло газа возвращается, железный агрегат будет греться в разных местах. Окружающая атмосфера будет претерпевать различные изменения. Для окружающих тел - это точно НЕОБРАТИМО.

Что такое трение? Потёрлись-потёрлись, нагрелся пограничный слой газа, нагрелась железяка. А потом горячий слой или горячая железяка - передали тепло основной массе газа. То есть, это явно спонтанный, необратимый такой, перенос тепла от более горячего - к более холодному. А если приглядеться к циклу Карно - то можно с ужасом заметить, что такого переноса нет нигде!! Чудесный(и, возможно, космически-большой) нагреватель - имеет температуру T1, при этом нагреваемый им газ - тоже всю дорогу имеет температуру T1 (газ нагревается изотермически, нагревается с постоянной температурой, т.к. одновременно с этим совершает часть работы и пытается эту температуру потерять). Идеальный цикл Карно сконструирован так, что не имеет резких, ощутимых, передач тепла от более нагретых - к более холодным телам. Ни при трении, ни даже в нагревателе. При этом он имеет самый высокий идеальный КПД. Повод задуматься. Неужели резкая, спонтанная, передача тепла от горячего к холодному - гадит на КПД ???

Также, Корнелиус, ой, Клаузиус 1866 г. напоминает - что нагреватель и холодильник тоже люди, и неплохо бы рассмотреть энтропию Q/T и у них. Нагреватель отдаёт энергию Q1 и теряет свою энтропию, холодильник присасывает энергию Q2 и повышает свою энтропию. Даже можно устроить и полный цирк: соединить Два двигателя Карно, прямой и обратный, турбину и кондиционер, на одном идеальном валу. Чтобы турбина полностью приводила в работу кондиционер...Если в любом месте любой из этих двух машин возникнут потери(трение в турбине, в насосе, неидеальный несуперкосмический нагреватель, который нагревает слишком резко, с повышением температуры), то есть, если в любом месте любой из этих двух машин возникнут резкие передачи тепла от более горячего - к более холодному...если накрыть эти Две машины чёрным ящиком...со стороны...будет происходить тоже необратимый процесс: главный нагреватель теряет энергию, главный холодильник получает энергию, и нет инструментов чтобы повернуть это вспять.

Любой КПД ниже, чем КПД идеального цикла Карно... (Q1реал+Q2реал)/Q1реал < (T1-T2)/T1 , если раскрыть дроби, выходит: Q1/T1+Q2/T2 < 0 , изменим знаки, т.к. щас мы смотрим не газ, а главный нагреватель, плюс главный холодильник:  Q1/T1+Q2/T2 > 0 ... Т.е. , сам цикл-то крутанулся "безопасно". Внутри даже неидеального, необратимого, с трением и резкими нагревами цикла ΔS=0 , а вот снаружи цикл всё-таки "нагадил". Из-за его внутренней неидеальности, необратимости, с трением и резкими нагревами - у окружающих тел суммарно поднялось ΔS>0 . И всё больше нагавнивается, портится, растёт с каждым новым оборотом цикла. И работы турбины (работа меньше идеального, из-за потерь) - не хватит, чтобы навести в окружающей среде ΔS=0... "Порчи" окружающей среды не будет - только если соединить Два двигателя Карно, прямой и обратный, турбину и кондиционер, на одном идеальном валу, и если оба двигателя будут идеальными, без потерь, трений, резких нагревов.

КАКОЙ ИТОГ ?

Вот есть идеальный(?) двигатель Карно, без трений, потерь, резких нагревов...что есть одно и то же...Короче, без необратимых спонтанных передач тепла от более горячего - к более холодному. Такой двигатель имеет максимальный КПД. Из росписи этого максимального КПД=(T1-T2)/T1 и КПД прочих двигателей, который ниже, (Q1реал-|Q2реал|)/Q1реал - выходит, что реальные неидеальные двигатели "гадят" даже окружающую среду так, что у этой окружающей среды суммарный параметр S ( ΔS= δQ/T ) НЕ сохраняется постоянным, а нарастает. Потери в реальных двигателях, пониженное неидеальное КПД - это необратимые спонтанные передачи тепла от более горячего - к более холодному. И это повышает энтропию S, будь то в окружающих телах, итогово, суммарно (в замкнутой системе: двигатель, нагреватель, холодильник), будь то на участках внутри двигателя, где тёрки и прочее (хотя внутри двигателя, суммарно, всё же сохраняется ΔS=0 при полном обороте цикла). Но не двигатель гадит среду. Это среда крутит двигатель... как будто нагреватель - нагревает холодильник ЧЕРЕЗ двигатель. При неидеальном толкаемом двигателе, или неидеальной толкаемой связке из двигателя-кондиционера, или вообще без прослойки между нагревателем и холодильником - среда старается повысить свою суммарную энтропию S. В неидеальном каша-мире, где есть спонтанные необратимые передачи от горячего к холодному - всё куда-то движется с повышением S ... движется, ясное дело - в более вероятное состояние, в более устойчивое состояние, в более равномерное, рассеянное. ...Просто так, по одной кривой - вряд ли можно ввести Q/T и понять, за что оно отвечает. Мы сравнивали двигатели-циклы, в которых есть спонтанные необратимые потери-перетоки от горячего к холодному. И в которых нет. Вылезло Q/T, которое это и значит. ...Читал по ходу написания несколько страниц из "Теплота и молекулярная физика (Яковлев В. Ф.)", вроде нормально раписал, только длинно очень повторял)

Показать полностью 4
комментарии (9)
12
Автор поста оценил этот комментарий

Мне вот быдловатый стиль автора абсолютно не понравился, причем чем дальше чем больше. И категорически не согласен с тем, что физика проста. Физика проста в школе и то ее 5 лет учат и ничего не знают и не понимают потом. Да ту же термодинамику с ее "простейшими" по смыслу 3 началами и энтропией специалисты в университете полгода учат. Если так все просто то зачем спрашивается? Да потому что не все так просто и понятно даже если не копать глубоко. Если бы все было так просто как пишет автор, за 300 лет научного прогресса мы  уже должны были бы колесить по вселенной через кротовые дыры.

То же самое касается философствования в физике. Любая научная парадигма это прежде всего своя философия, определяющая связи между объектами и явлениями. Большинство фундаментальных физических понятий появилось прежде всего в голове, а уже затем они были перенесены на бумагу. Например, перейти от классической физики к квантовой это все равно что поменять православие на индуизм. Нужно сменить прежде всего все мировоззрение, это не просто использование вместо одних формул другие, более точные. Я против популистских научно-философских (чаще псевдонаучно-философских) идей, но так категорично разрывать физику и философию нельзя.


P.S. изучал физику 6 лет в университете, 3 года в аспирантуре, защитил степень к.ф.-м.н., лет 10 занимаюсь научными исследованиями, но при всем при это считаю, что физику так и не понимаю до конца (видимо в отличие от автора поста)

раскрыть ветку
2
Автор поста оценил этот комментарий
Мужик, почему ты учебники не пишешь? Было бы намного понятнее, если ьы у меня такой когда-то был.