С интересом наблюдал вчера-позавчера за дискуссией по молекулярно-кинетической теории и о понимании физики. Я же хочу коснуться жидкости и энтропии в ней, и это по аналогии имеет отношение к пониманию экономики.
Итак, заполняем термос до самого верха чистой водой. Соответствующим образом определяем энтропию системы внутри термоса и приводим эту систему в изолированное состояние. То есть термос плотно закрываем и относим в помещение без света, вибраций и разного рода других влияний. Оставляем систему в покое на достаточно долгое время. Затем опять определяем энтропию и в полном соответствии со вторым началом термодинамики фиксируем её возрастание.
По одному из определений энтропия является мерой хаоса. Поэтому простая логика не хочет соглашаться с результатом опыта. Ведь вода очень долго «устаивалась», успокаивалась, расположение её молекул упорядочивалось и в результате – хаос возрос?
Я, конечно, знаю объяснение, давно проникся им. Есть и своё дополнительное объяснение. Не сомневаюсь, что многие знают предмет обсуждения, возможно и глубже меня. Но также предполагаю, что есть и такие, кто употребляет понятие «энтропия» не вдаваясь в его суть.
Есть объяснения на макроуровне, есть на микро, есть сугубо с точки зрения энергии, есть на чисто умозрительном.
По моему опыту – эта задачка в некотором смысле «камень преткновения» в теме энтропии, уточнение не будет лишним.
Комментарии
Вот. А если Вы дополнительно укажете, что в момент первого измерения система не находилась в термодинамическом равновесии, т.е. в ней были какие-то потоки вещества-энергии, а в момент второго измерения - всё более-менее устаканилось, то энтропия, конечно, возрастает.
Правильно.
за счет чего... за счет того что вы были небредны и взболтали воду - ну тогда вы совешили работу над системой (против сил вязкости), это работа перещла в теплоту и увеличила энтропию (вы поместили воду в термостат поддерживающем температуру)
Поскольку тема как раз для Пульса, анекдот расскажу:
Встречаются в баре философ, математик и физик.
Выпили по одной и начали обсуждать, какое изобретение человечества является самым крутым.
Философ говорит: - самое крутое, это огонь. Такое количество свободного времени высвободил, что значение этого переоценить невозможно.
Математик говорит: - самое крутое изобретение человечество - это язык; это способ познания мира и через него человек стал таким, какой он сейчас есть.
А физик говорит: самое крутое изобретение человека - термос. Вот нальешь в него горячее - он хранит тепло, нальешь холодное - хранит холод. Но, черт возьми, как он каждый раз понимает, что надо делать?
Если не очень серьёзно, то термос с водой сам по себе и для себя самого по факту является информацией, которая "понимает и даёт указание" сохранять достигнутое состояние. Это как бы физическая исходная информация, которая, пройдя через сознание, становится общепринятой информацией, то есть "сведениями". Это я отклонился, глядя на Ваш аватар от Ника Бострома.
Да? не знал) Для меня это просто фото шеврона, который у меня на левом рукаве)) Это самое ценное для меня в Вашем сообщении) пошел гуглить)
Вы ошиблись, аватар не от него.
Вот сова от него:
Но сова безо всякого Бострома символ мудрости, довольно давно. Так что нет оснований связывать Бострома с этим изображением
Прошу прощения, вероятно моя внутренняя энтропия поднялась выше нормы.
Голова мыслит образами, в этом смысле моя вина уменьшается, очень похожи совы.
Никаких вопросов)) лучше правильный ответ скажите, я его все равно не найду
Отвечаю.
Всё дело в том, что правильных ответов несколько, поскольку второе начало содержит в себе не один смысл.
Часто можно встретить такое объяснение: физическое понимание порядка противоположно обыденному человеческому. В физике, биологии рассматривают уровни упорядоченности. На самом низком уровне система состоит из отдельных элементов, их число N максимально и они, как правило, более подвижны (T). То и другое повышает энтропию.
В живой природе энтропия держится на пониженном оптимальном уровне за счёт перехода к системам, состоящих из сложных элементов. Соответственно число этих элементов меньше и они менее подвижны. Поэтому энтропия ниже.
Теперь о термосе. Он заполнен чистой водой и, соответственно, содержит определённое число молекул воды N. Когда вода находилась вне термоса, она подвергалась внешним воздействиям, которые нарушали первозданное, чисто молекулярное строение. В ней в результате изменения температуры, тряске, облучениям могут образовываться временные образования из молекул с несколько иными свойствами. Поэтому при заполнениии термоса вода в нём состоит из двух частей: чисто молекулярной и временных образований. Эти образования имеют другие свойства, менее подвижны и они функционально выпадают из чисто молекулярной части. Поэтому первый замер энтропии показывает меньшее значение по сравнению с возможным максимальным.
После продолжительного стояния временные образования исчезают, количество свободных молекул возрастает, возрастает и энтропия.
Мне трудно представить, что после тряски в воде образуются временные образования из молекул, да еще сравнительно долго живущие
Микровихревые, электрические, флуктуации. Вода мало изучена ещё.
Если в упокоенном термосе на них нет воздействия, почему они распадаются, возникнув?
Система изолирована, но внутри себя продолжает жить. Происходит тепловое уравновешивание системы. "Пирамидки" распадаются, теплота ухлодит к менее нагретым элементам. Кстати, самое главное, самое доступное пониманию положение второго начала термодинамики: тепловая энергия переходит от более нагретых тел к менее нагретым и никак иначе.
А разве это упорядочивание не отражает уменьшение энтропии? Если система приходит к равновесному состоянию, значит уровень беспорядка, хаоса в ней уменьшился.
Вот мы с Вами вернулись к самому началу, к вопросу, на который и отвечаем. Я статью так и назвал -- "задачкой простой, но каверзной".
На энтропию влияет ряд факторов, главный из них число элементов в системе.
Оно восстановилось до нормального (возросло), энтропия тоже возросла до нормы, соответствующей совокупности всех влияющих факторов.
Почему это - энтропия? Насколько я помню определение, энтропия - это мера неупорядоченности. Здесь же все стабильно, в неизменной емкости термоса, практически отсутствие колебания температуры, отсутствие иных воздействий и следов предыдущих воздействий, любое изменение, вплоть до броуновского движения молекул можно предсказать. почему это называется энтропией? Нет ли здесь ловушки детализированного определения?
Создаётся впечатление, что Вы смотрите на энтропию как нанекий процесс, имеющий свой собственный смысл. Это не так. Энтропия всего лишь маркер, индикатор процесса деградации. В термосе происходит процесс энергетической деградации системы в сторону всеобщего броуновского движения. Это движение вберёт в себя все локальные превышения температуры, немного повысится и продолжит существовпть на уже неизменном достигнутом уровне.
Тезис об энергетической деградации изолированной системы входит в одно из определений энтропии.
Ну, все можно описать как систему, все можно описать как борьбу противоположностей (конфликт). Слова такие слова. Деградация, упорядочивание. Энтропия - антипод упорядоченности. Броуновское движение молекул воды не меняет свойств воды. Изменения агрегатного состояния воды предполагать не приходится по условиям задачи. Стабильная система, состояние которой описывается и прогнозируется с приемлемой степенью вероятности. Это - порядок, а не энтропия.
Гарантированный переход к некоему известному состоянию есть порядок и прогноз, основанный на порядке. Любые закономерности - это порядок.
Вы уходите от темы: < Это - порядок, а не энтропия.> Без дополнительных оговорок это сравнение становится некорректным.
Порядок-беспорядок могут иметь разные направленности, а энтропия -- она и есть энтропия, это натуральный логарифм от термодинамической вероятности. Для получения порядка в системе можно энтропию как понижать, так и повышать. То есть совершать полезные действия , при которых энтропия может как понижаться, так и повышаться.
Ну, тогда понятно. Есть совокупность аксиом, совокупность правил вывода, из нее законченная система вытекающих высказываний. Дальше остается найти реальность, соответствующую этой системе. А если это где-то противоречит физическому смыслу (реальности), то для нее и хуже))
С термодинамикой и её энтропией надо один раз разобраться и тогда это знание будет очень полезным инструментом "нелинейного мышления". Многие говорят о том, что надо отказываться от линейного мышления, но конкретно для этого ничего не делают. Не надо быть большим знатоком физической термодинамики, надо её понять в основе и по возможности переносить её универсальные принципы на другие сферы.
При случае загляните на мой сайт: http://www.obrazi-ekonomiki.ru
Отлично. Спасибо
энтропия изолированной системы может только неубывать если что... и понижать ее можно только за счет внешней работы (потребление ресурса) , при этом общая эентропия суммарной системы обоьщенной системы( наблюдаемая система + необъодимое окружение) возрастает
"Создаётся впечатление, что Вы смотрите на энтропию как на некий процесс, имеющий свой собственный смысл." А почему бы этому процессу да не иметь смысла?
Разве энергетическая деградация системы без смысленна?
Как раз в тему. Задачка по геометрии: "Где начало того конца, которым оканчивается начало" (например, отрезка прямой).
Это не геометрия, это биология.
Ну, как вариант, без уточнения в скобках
Печально.
Печально потому, что энтропию надо мерить после того, как термос изолирован. После того, как наступило равновесие.
Печально то, что не оговорены условия, например температуры термоса и комнаты.
Энтропия - термин не совсем адекватный. Правильнее было бы использовать например напряжение пространства при энергетической разности в сопряжённых областях.
Хаос - это вообще что-то из фентези(если нет, то в каких единицах его можно измерять?
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
У старого фантаста Александра Беляева есть роман "Ариэль". Там один молодой человек умел летать за счет того, что направлял вектора броуновского движения молекул своего тела в одну сторону.
Эхх... Вот где энтропия-то!
NB. Энтропия, помимо прочего, является мерой количества информации. И в замкнутой системе она растет просто за счет движения любой элементарной частицы. Изменилась скорость или положение любой частицы или выделился любой квант энергии - возросло количество информации = энтропия.
Вы рассуждаете в правильном направлении, но до конца не доводите мысль.
< один молодой человек умел летать за счет того, что направлял вектора броуновского движения молекул своего тела в одну сторону.
Эхх... Вот где энтропия-то! >
Вы считаете, что ограничение степеней свободы ведёт к росту энтропии?
Скорее фентези.(демон Максвелла)
Нет, именно чистая НФ. Там профессор эксперимент ставил и удалось. А дальше роман про летающего человека.
Энтропия - равномерное распределение энергии во всем объеме замкнутой системы. В термосе с дистиллированой водой нет никаких химических реакций с поглощением или выделением энергии, нет конвекции, в каждом кубическом микроне содержится одинаковое количество энергии. Энтропии расти некуда - она максимальна для рассматриваемой системы.
Намекну. Энтропия может-же и на квантовом уровне проявляться. Зачем ей себя ограничивать?
Впрочем с этой точки зрения термос вещь бессмысленная, т.к. система внутри термоса остается открытой.
Мы рассматриваем идеальный случай. Каждая молекула, каждый атом становятся замкнутыми системками на квантовом уровне, равномерно распределенными в общей замкнутой системе всего объема воды. Все в равновесии - тишь да гладь.
Вы хотите сказать, что мы рассматриваем проявления энтропии только на макро-уровне. Так?
Но в условиях задачи не было таких граничных условий. Был термос и все. А дополнительные условия вы только-что придумали, чтобы подогнать ответ под свою версию.
Таки я останусь при своем мнении.
и на квантовом уровне - этропия в термосе со спокойной воде на максимальном уровне
Система НЕ замкнута.
и шо с того ... она в теростате по заверениям автора, и отсутствуют внешние силы
В термодинамике лучше употреблять термин "изолированность". "Замкнутость" -- это ближе к математике.
Когда я вписался в это обсуждение - не корысти ради - я упомянул энтропию как меру информации. Так вот это не просто так сделано, это концепция Теории Информации; а там сплошь математика.
тогда уж энтропия как мера негинформаци... там правильно вы говорите сплошная математика, но привязанная к физике = ибо не бывает информации без носителя ...физическая реализацич бит аэто двухуровневая система, и ее термодинамические свойства описываются описывается той самой теромодинамической энтропией больцмана (или эквиваленто частичной функции)... подобные рассуждения и стоячт за принципом ландауэра
Я-же говорил о информации как о изменении квантовой статистики. Ну типа: распался мезон - статистика изменилась - энтропия выросла т.к. информации во Вселенной стало больше. Как-то так.
никакая это не электроника - это чистая квантовая термодинамика
А что такое статистика? это нечто в виде стремительного домкрата? Статистика в моем представлении это наука о свойствах совокупностей случайных величин...
камераж информация не изменилась - если глбоко копнцть то произошел акт некотрой унитарной эволюции в минус бесконечности по времени стоит некотрое связное состояние кварков называемое мезон - а в плюс бесконечности совокупно элемкронов нейтрино и т.д. - называемые подукты распада... дык вот поелику процесс унитарный он переводит чистое состояние в чистое и посему в соотвествии с правилами вычисления энтропии в КМ - ничегошеньки не поменяется..,.Дп и исчо энтропия не пременима ко вселенной
Статистика применяется как инструмент потому-что имеется принцип неопределённости. Или скорость или координата. Излучение любого кванта - изменение количества информации.
Про акты эволюции - не ко мне - увольте. Устал.
Страницы