Контрольная работа по "Философии"

(стр.276)

 

«Человек может мыслить без коренных поправок только в среде своего обитания, в среде, где твердое, жидкое и газообразное состояние материальных тел резко различно. Он должен вносить резко меняющие все его выводы для «природы» поправки, когда 
дело касается других геологических оболочек планеты — ее глубин или ее природного вакуума, т. е. электромагнитной геологической оболочки Земли, где нет тех условий, в которых он мыслит».

(стр.280)

 

«Можно выразить это так: человек пережил в своем историческом бытии геологические изменения планеты, даже выходящие за пределы биосферы. В сознании его поколений переживается не историческое, но геологическое время».

(стр.286)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос 4. Энтропия. Принцип  возрастания энтропии.

 

Аннотация.

 

Файн дает подробную характеристику явлению «энтропия», рассматривая не только принцип ее возрастания, но и принимая во внимание возможность строго противоположного действия. В самом труде указано множество формул и различных доказательств, довольно ярко ее (энтропию) описывающих. Указывает на следствие этого явления, как такового, т.е. что независимо от возрастания/убывания энтропии она приводит систему к равновесному состоянию.

 

Фрагменты произведений.

 

Источники:

1)Файн, В.. –Принцип возрастания энтропии и квантовая теория релаксации. - УФН 79 - (4) - (1963);

 

1:

 

«Пусть задано распределение вероятностей, характеризующее некоторый статистический коллектив (ансамбль)**). Энтропия ансамбля характеризует статистический разброс или хаотичность распределения вероятностей в ансамбле. По определению энтропия удовлетворяет следующим требованиям. Это функционал от функции распределения вероятностей, имеющий максимальное значение в наиболее хаотичном ансамбле,

в котором все состояния (члены коллектива) встречаются с одинаковой вероятностью. Энтропия имеет минимальное значение (равное нулю), когда система с достоверностью находится в заданном состоянии. И, наконец, энтропия должна обладать свойством аддитивности: энтропия системы, состоящей из двух статистически независимых подсистем, равна сумме энтропии каждой из подсистем».

(стр.643)

 

«Из инвариантности шпура относительно унитарного преобразования (а эволюцию матрицы плотности во времени можно рассматривать как унитарное преобразование) следует, что энтропия состояния (информация состояния) замкнутой динамической системы не зависит от времени. Это означает, что состояние системы меняется таким образом, что в ансамбле, возникающем при полном измерении, информация (или энтропия) не меняется. Так, если вся система первоначально находится в чистом состоянии, она продолжает все время оставаться в этом состоянии».

(стр.645-646)

 

«Энтропия любого неполного ансамбля, например ансамбля, характеризующегося распределением только импульсов при произвольном значении координат, может зависеть от времени».

(стр.646)

 
 
 
 
 

«Максимальное значение энтропии реализуется для микроканонического ансамбля. Заметим, что приведенный здесь вывод принципа возрастания энтропии не нуждается в разделении матрицы плотности на мелкоструктурную и крупноструктурную. С другой стороны, нельзя согласиться с утверждением о том, что возрастание энтропии мелкоструктурного ансамбля является чисто квантовым эффектом и связано с процессом измерения».

(стр.657)

 

«Энтропия, определенная с помощью матрицы плотности (или функции распределения в классическом  случае) всей системы в Г-пространстве, не зависит от времени. Отсюда делается вывод, что если определить энтропию с помощью крупноструктурной матрицы плотности, то такая энтропия будет возрастать. Крупноструктурная матрица плотности вводится следующим образом - стационарные состояния системы подразделяются на такие группы, что с помощью доступных методов измерения можно устанавливать отличия между различными группами, но не внутри них».

(стр.657)

 

«Принцип возрастания энтропии и процессы приближения к состоянию равновесия можно описывать, не прибегая к понятию крупноструктурной матрицы плотности».

(стр.658)

 

«Энтропия состояния <…> не зависит от времени. Для того чтобы

проверить на эксперименте это утверждение, необходимо производить  в каждый момент времени над системой полное измерение и выделять (в  каждый момент времени, вообще говоря, другой) ансамбль, соответствующий  этому полному измерению. Если же мы интересуемся поведением одного и  того же ансамбля, заданного одними и теми же измерениями, то энтропия такого ансамбля, как было показано выше, монотонно возрастает».

(стр.658)

 

«В случае газов принцип возрастания энтропии можно установить для ансамбля, соответствующего измерению в μ-пространстве, т. е. в пространстве импульсов и скоростей одной частицы. Таким образом, мы видим, что ситуация здесь одинакова как в классическом, так и в квантовом случае».

(стр.658)

 

«Однако возможны случаи, когда мы можем предсказать, что на некотором интервале времени энтропия будет убывать. Такой случай имеет место в эксперименте со спиновым эхо».

(стр.661)

 

«Если задано начальное неравновесное состояние в макроскопическом эксперименте, когда

мы не знаем  всех деталей состояния, то a priori наиболее вероятным будет состояние с диагональной матрицей плотности, и следовательно, при дальнейших измерениях в том же ансамбле будет наблюдаться возрастание энтропии. Однако возможны случаи с убыванием энтропии. Во всех разобранных примерах независимо от того, монотонно ведет себя энтропия или нет, система приходит в состояние равновесия, характеризуемое

микроканоническим ансамблем».

(стр.661-662)

 
 
 
 

Аннотация.

 

Автор относится к явлению энтропии с некоторым восхищением, он выражает это, как давая четкое ее определение, так и описывая свойства и возможности, кроющиеся в ее потенциале. Упоминает проблему человечества, связанную с данным явлением, и предлагает не полное ее решение, лишь направляя мысли читателя в нужное русло. К сожалению, упущена одна из главных связей – энтропии и информации. С моей точки зрения, Эткинс дает довольно подробное и понятное, легко воспринимаемое описание энтропии, а также приводит довольно понятные хорошо разобранные примеры.

 

Фрагменты произведений.

 

Источники:

1) Эткинс, П.. – Порядок и беспорядок в природе. –М.: Мир, 1987 – 244с.;

 

1:

 

«…Это энтропия системы — по-видимому, самое знаменитое и внушающее благоговейный трепет термодинамическое свойство. Оно действительно вызывает трепет, однако поражаться нужно не трудности понятия энтропии, а его могуществу. Правда, в повседневной жизни термин «энтропия» встречается значительно реже, чем термин «энергия», и потому он гораздо менее нам знаком; последнее тем не менее не означает, что это понятие более трудно. На самом деле можно утверждать (и в следующей главе это будет наглядно показано), что свойство, называемое энтропией, проще для понимания, чем энергия. Однако по-настоящему осмыслить простоту понятия энтропии можно, лишь познакомившись с атомами. Энтропия представляется сложной, пока мы (как в данный момент) скользим только по поверхности явлений».

(стр.38)

 

«Определим энтропию так: 
если она выше в состоянии В, чем в состоянии А, то состояние В может возникнуть 
самопроизвольно из состояния А. С другой стороны, если даже энергия системы в состоя- 
ниях А и В одинакова, но при этом энтропия состояния В меньше энтропии состояния А, 
то состояние В не может возникнуть самопроизвольно. Чтобы в этом случае произошел 
переход из состояния А в состояние В, нам придется нарушить изоляцию вселенной с 
помощью какого-нибудь технического устройства (например, холодильника) и принудить 
ее перейти из состояния А в состояние В; ценой такого перехода будет изменение состоя- 
ния нашей большой Вселенной.

   Определение энтропии следует построить так, чтобы в любой вселенной при  естественных изменениях энтропия возрастала, а при «противоестественных»  — понижалась. Кроме того, ее нужно  определить так, чтобы это понятие  позволило выразить второе начало термодинамики  в обеих его формулировках  — Кельвина и Клаузиуса. Действительно, обе эти формулировки можно одновременно отразить в одном простом утверждении:

   Естественные  процессы сопровождаются возрастанием энтропии вселенной.

Это утверждение  порой называют не вторым началом  термодинамики (которое по 
существу является не чем иным, как обобщением повседневного опыта), а принципом энтропии, так как оно основано на определении такого свойства энтропии, которое не обнаруживается в прямом эксперименте».

(стр.41-42)

 

«Однако определение энтропии до сих пор остается у нас слишком расплывчатым 
пришло время уточнить его. Мы видели, что энтропия возрастает при нагревании системы, и убедились в том, что это возрастание тем выше, чем ниже температура системы. Тогда, по-видимому, простейшее определение может выглядеть так:

                   Изменение энтропии Сообщенная  теплота/Температура».

(стр.43)

 

 «В течение всего процесса передачи энергии посредством теплообмена температура 
системы должна оставаться постоянной, иначе равенство, выражающее изменение энтропии, потеряет смысл. Как правило, в процессе нагревания система становится горячее 
(т. е. температура ее растет). Однако если система чрезвычайно велика например, если 
она связана со всей остальной частью Вселенной, — то сколько бы теплоты ни сообщалось такой системе, се температура не изменится. Подобная часть Вселенной называется обычно термостатом (и характеризуется в пределе бесконечным числом степеней 
свободы и бесконечной теплоемкостью. — Перев.). Следовательно, сформулированное выше определение изменения энтропии можно с полной надежностью использовать только для термостата».

(стр.43)

 

 «Следовательно, энтропия характеризует условия, при которых запасается энергия: если энергия запасается при высокой температуре, ее энтропия относительно низка, а качество, напротив, высоко. С другой стороны, если то же количество энергии запасается при низкой температуре, то энтропия, связанная с этой энергией, велика, а ее качество — низко.

   Итак, возрастание энтропии нашей условной вселенной является характерным  признаком естественных процессов  и соответствует запасанию энергии  при все более низких температурах».

(стр.47)

 

«Поскольку в  промышленно развитом обществе процесс использования ресурсов (в том 
числе запасов топлива) стремительно ускоряется, энтропия Вселенной неуклонно возрастает и соответственно характеризуемое ею качество энергии падает. Мы находимся скорее не на стадии энергетического кризиса, или дефицита энергии, а на пороге энтропийного «кризиса перепроизводства». Современная цивилизация «проматывает» запасы энергии, накопившиеся во Вселенной в результате рассеяния. Следует стремиться не к сохранению энергии, ибо природа делает это автоматически; наша задача — научиться экономно распоряжаться качеством энергии. Иными словами, необходимо направить развитие нашей цивилизации по пути снижения уровня производства энтропии».

(стр.48)

 
 

Аннотация.

 

Вернадский показал, что в Земной биосфере происходят необратимые процессы, сопровождающиеся уменьшением энтропии (ведущие к  накоплению свободной энергии). Ранее в классической термодинамике изучались только те необратимые процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии. И энтропия в его трудах – основной признак диссиметрии в природе, которая показывает возможность преобразования энергии непосредственно в одну и ту же сторону.

 
 
 
 

Фрагменты произведений.

 

Источники:

1) Вернадский, В.И.. - Проблема Времени, Пространства и Симметрии. 1920-1942 - (210-296)

 

1:

 

 «Энтропия мира обычно ставится как бы отдельно от остальных физических явлений, и из необратимости отвечающего ей процесса не делается неизбежных логических выводов.

   Но  другое выражение энтропии мира, ее неизменного увеличения с ходом  времени — принцип Карно —  указывает, что ни в каком природном  явлении - в известной нам области  физических явлений — никогда  не будет идти процесс от низшей температуры в высшую температуру  без затраты для этого посторонней  энергии, связанной неизбежно при  этом с превращением части этой энергии  в тепловое состояние с низшей, чем данная, температурой».