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
какая неопределенность в классической статич\стической механике или теории вероятности.. вы о чем... а там вовсю применяется аппарат математической статистики - пространства типичных состояний, его мера стат суммы, потенцаоы гиббса - геьмгольца...
еще боее устанет если 5 и 9 том книги бытия зотя бы одни гглазом взглянете... я уж не говорю об куросах квантовой информатики и кватовой термодинамики - их есть у меня - ежели могу дат сцылке
в термодинамике есть
1. изолированные системы - которые не обмениваются вещесвом и энергией с системой
2. замкнутые, которые не обмениваются веществом и не соверщают работу над внешней средой, но могутобсениватся энергией с системой
3. открытые системы - обемнивающиеся веществом и энергией со средой ... ваапче отдельная песня - только в термодинамике неравновесных систем... и второй закон там нужно особо записывпать - убирая транспорт энтропии (связанный с массопереносом через оболочку системы)
Это все за "термодинамику" - позапрошлый век.
Я тут суетился за "квантовую механику" - век прошлый. Ну и рикошетом зацепил "Теорию информации и передачу сигналов", как интересное мне лично.
Ну и Хокинг покойный тоже за энтропию как информацию часто писал. Могучий был человечище.
Я тут суетился за "квантовую механику" - век прошлый.
статсуммы , термодинамическое равновесие и термостаты николько не поменялись с наступление второй половины 20 века и квантовой механики (измеенился спосорасчета но таки не более)
М-да.
Термостаты и квантовая статистика...
У человечества сейчас нет таких вычислительных мощностей чтобы посчитать "статсуммы" для всех квантовых состояний в "термостате".
истина она всегда частична естьбыла и будет ... мы строим все свои теории и прборы на основании ограниченного количества измерений и фактов... это не отменяет полезностьпостроеннных моделей на практике...
Я так понимаю вы возражаете просто чтобы возражать.
Отчего энтропия в замкнутой системе растет ?
Из-за действия гравитации, думаю.
Что делает гравитация? Тормозит движение тел. (Если оно не совпадает с направлением гравитации)
То есть, гравитация поглощает кинетическую энергию. То, что быстро двигается, будет двигаться медленнее. А вещество, создающее гравитацию, от поглощения энергии будет нагреваться. И передавать тепло медленно движущимся .
Таким образом, температура будет усредняться.
Осторожно, это описание вечного двигателя.
Вечный двигатель существует. Это жизненная сила, которая возрождается как птица-феникс.
Возможно вы сможете понять так.
Взяли литр дистиллированной воды, налили его в банку и бросили в него крупинку соли. Литр - за вычетом объёма этой крупинки.
Какова степень хаоса соли в воде? Грубо говоря - 1/1000, если объём соли ровно 1 мл. Это и есть солевая энтропия в начальный момент. Когда соль начнёт растворяться (растаскиваться молекулами воды), то объём воды с наличием соли начнёт возрастать. То есть, мы видим рост солевой энтропии. Когда молекулы соли будут полностью растащены молекулами воды по всему её объёму так, что в любом равном объёме смеси в любом месте банки окажется равное количество соли, то мы получаем равновесную систему. То есть - полный солевой хаос: ни один микро объём не солёнее любого другого микро объёма. И степень этого хаоса будет уже 1000/1000. Или 1000000/1000000, если хотите. Таким образом, солевая энтропия становится максимальной и больше уже не может увеличиваться. Как и энтропия любого другого физического проявления в замкнутой и полностью равновесной системе.
В вашем случае энтропия солёности (отсутствует), энергетичности (температура однородна) воды в термосе сразу будет максимальной. И уже не изменится. Раз вы настаиваете на идеальности термоса.
В реальности, энтропия солёности (в моём примере) будет колебаться возле 1 в силу непрерывного переталкивания молекул соли молекулами воды между собой. Поэтому полная равновесность вряд ли достижима. Но недостижим также и возврат соли в её крупицу без полного удаления (испарения) воды. Возникший равновесный процесс необратим без воздействия внешних сущностей.
Поддерживаю.
Хорошая аналогия. Вообще - максимальная энтропия - идеальный белый шум по всему объёму при измерениях.
Уважаемый genri-lezin:
Напишите нам, пожалуйста, как именно Вы измерили значения энтропии воды в термосе после налития и после отстаивания. Также сообщите, пожалуйста, полученные Вами значения. Тогда и будем думать.
Дело в том, что я не физик и физическая энтропия, в том числе и термос с водой мне интересны для общего, но правильного понимания термодинамики. Сам не измерял и не планирую. Приходится верить физикам, начиная с Р.Клаузиуса.
есои вы достаточно плавно перносили ваш термостат и предприняли все меры, что бы внутри не возникли макротечения, то заос не возрастет - ибо изначально у вас уже ситсема ы термодинамичкском равновесии, и сколько вы не ждите из него оно самостоятельно не выйдет
Прошу понять, что термос на фотографии пустой, без воды,он для лучшего восприятия темы.
При термодинамическом равновесии энтропия максимальна. Вода пришла в состояние максимально близкое к равновесию. В чем вопрос? В хаосе? Так в равновесии поведение молекул воды максимально стохастично, случайно, эффект неслучайных воздействий минимален. В трактовке хаоса как максимума случайности он тоже вырос. В привычной трактовке хаоса как меры беспорядка давайте определимся что есть порядок. На макроуровне вам достаточно для описания одной температуры, в этом понимании хаос наоборот минимален, а для получения информации о струйках придется повозиться, но это понимание уже для другой системы, которую Вы анализируете как наблюдатель. Или речь о том, что МКТ не описывает мир полностью? Разумеется не описывает, у нее есть ограничения применимости. Если в систему залез наблюдатель, то она уже не замкнута, и вскрытие легко покажет, что пациент умер в результате вскрытия. Из этого к сожалению не следует, что в доступных Вам условиях Вы добудете энергию из ничего. Но Вы не находитесь в замкнутой системе - добывайте ее из того, что поступает в систему извне. Для планеты Земля - это солнышко. Растения приспособились - вот и топите дровами.
А что же тогда означают вот эти фразы
Надо было написать: условно заполняем, закрываем и т.д.
Всё это другие люди делали много, много раз. Надо им верить, речь идёт о широко известных и применяемых методах. Термос -- это образ более сложного лабораторного оборудования.Дома на кухне с обычным термометром можно и не уловить изменений энтропии. Не могу сказать точно, не пробовал.
чем заполняем? водой воздухом? оксидом вакуума
слушай мне нахер не надо людей и кому-то верить - ч сам делал на лабах по химической термодинамике 100500 экспериментов, и заявляю тебе , что нет никакого прямого способа вообще мерять энтропию систему только разницу можно мерять с некторым референтным состоянием (обычно чистое вещество в стандарных условиях)... это первое второе и тоже заявляю посде того как достигнуто равновесие - энтропия больше не растет - от слова вообще (по крайней мере с той лабораторной точностью которая возможна при измерениях и в самом определении энтропии)
Налив воду в термос, вы точно знаете, что вода в термосе. Это значит, что энтропия равна нулю. Нет неопределённости. Её не будет всё время, пока вы не отвлечетесь. Как только это произошло, то вы уже не знаете есть ли она там. Всё энтропия возросла. Но она могла возрастать и в процессе наливания, но только если вы расширите число критериев например, оценка количества пузырьков воздуха, попадающих в термос при наливании. Но критериев оценки может быть бесчисленное множество, то даже если вы вообще не будете ничего делать, то энтропия будет возрастать соответственно вашему решению и течению времени (вы же уже сколько-то там налили.. и как она там ..
?
налив воду в тертермос вы не можете сказать сколько в данный момент находится молекул воды в чайнике со скоростьь 500 м/с и куда они переместятся в следущую наносекунду
Возьмите любую молекулу воды и спросите - где она и в каком состоянии?
Ответ - где угодно в термосе и в любом состоянии из доступных.
Войдите в комнату ребенка и спросите - где игрушка и в каком состоянии?
Ответ - где угодно в комнате и в любом состоянии из доступных.
Это и есть хаос.
Но и термос и комната есть порядок, ограничивающий хаос.
Уберите стенки термоса, дайте молекулам воды разлететься - и хаос еще возрастет.
Но так это уже не система вода-в термосе , игрушки-в детской. Это приложение энергии для "убирания термоса"
А можно об этом по-подробнее? Какова же конструкция энтропииметра? Как измерить приращение, могу себе представить, но на счёт абсолютного значения - просветите, пожалуйста.
Та неее. Там чистая эмпирика. Присутствие наблюдателя, как уже справедливо указывали, делает эксперимент не "чистым".
Чистый эксперимент - только умственный. А реальный, не знаю, как Вы, я могу осуществить с пренебрежимо малым воздействием на измеряемую систему, оценив его. Однако, технические возможности для данного эксперимента не позволяют его провести в какие бы то ни было актуальные сроки. Что ставит под сомнение саму целесообразность эксперимента.
умножением измеренной массы на справочную величину из справочника гуревича... вопрос откуда онавзялась в справочнике гуревич... собрали литературу с измерениями, собрали спектры, посчитали статсуммы. взяли нужные производные, тпризвели верификацию рассчитывая известные химческие системы и сравнивая с опытными данными... яен пеньб все по отношению к базовому референтнму состоянию
При чём тут масса? Можно хотя бы формулу, которая по одному измерению массы даст энтропию?
Судя по всему, Вы не сильно понимаете, что нужно измерить. Этот словесный мусор к измерениям энтропии не имеет никакого отношения.
При том сто масса определяет количество молей (молекул) вещества, а в справочнике гуревича приведены молярные данные термодинамических величин... Вы бы не постеснялись взглянув этот шедевр расчетной мысли
https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads/2018/01/Glushko_t1_kn1_1978ru.pdf
https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads/2018/01/Glushko_t2_kn2_1979ru.pdf
Ну куда уж на сиволапым знать что нужно измерять теплоемкость при постоянном давлении а затем по некотрому алгоритму пересчитывать результаты ...Вы бы местный светочь пояснили бы нам - а то помрем в неведении, а мне как раз в сию минуту в очередной раз нужно оценку состава продуктов горения делать... ужо помогите сиволапым
Так, может, его - количество вещества - и измерить, не? А без справочника-то никак?
Это да. Могу и правописание поправить, а то смотреть больно на грамматические потуги школьника.
Не никак ... Энтропия, как и энергия аддитивная величина, определяемая с точностью до константы (как и энергия кстати) , посему бес справочника ну никак, в коем фиксируются условия измерения и константы - ну никак... От такое от селяви камерад - как-то так устроено все
Грамар наци детектед... Про энтроию есть исчо чиво сказать - граммтатику русккого языка на других ветках обсуждают
Ещё как. Если не массы мерить, сразу количество степеней свободы. А вот равномерность распределения по ним энергии никак за разумное время не измерить, хоть со справочником, хоть без.
Количество воды тоже аддитивная величина, но она легко определяется с любой нужной точностью безо всяких констант и справочников. А вот что Ваш чудо-справочник говорит об определении константы энтропии, любопытно было бы поглядеть (сарказм).
Конечно. Но прежде хотелось бы от автора получить ответ, ибо в такой постановке вся заметка сводится простой фразе: я хочу измерить чепуху, какие выводы я получу? Ответ также прост: чепуху.
Ну не совсем, чтобы.. Впрочем, я даже рад, что каждый может и показывает успехи своего развития. Это полезно. Возможно, Вы на людях в попе пальцем ещё любите ковыряться, ну так и пусть. Уровень у всех объективно разный, я против ничего не имею.
< Но прежде хотелось бы от автора получить ответ, >
В тексте моей статьи сказано: "..уверен, что есть те, кто глубже меня разбирается..." в физической энтропии. Вы, видимо, к ним относитесь. Спасибо, рад узнать об этом.
Но это не опровергает сути затронутой темы.
Какой сути, поясните? Без методики "соответствующего определения" энтропии никакой сути и нет. Тот, у кого сигналы измерений распространяются бесконечно быстро, никогда не нащупает относительности одновременности и масштабов. Так и тут - методика эксперимента полностью определит его выводы.
Уважаемый ND, ещё раз поясняю, что я описываю не методику проведения физического эксперимента. Сами подумайте, как это можно качественно сделать с бытовым термосом? Речь идёт об известном (не всем, конечно) явлении. Термос показан как фон, символ, образ темы.....
Хорошо. Тогда Вас, судя по всему, устроит любой результат?
Меня давно устраивает результат, который устраивает и большинстиво других, понимающих термодинамику.
Это положение, вытекающее из второго начала, и определяющее его суть -- в изолированной системе энтропия либо возрастает, либо остаётся прежней.
Спасибо, кэп. Но к чему тогда статья? Если Вы не в состоянии аккуратно измерить состояние системы, то совершенно эквипеннисуально, что Вы о ней думаете, доказать это крайне проблематично.
Я же заявляю ещё раз: без "соответствующего" метода измерения энтропии Ваша заметка превращается в набор букв. Если Ваш метод измерения усредняет, то Вы по определению получаете равновесие. Но и такой Вы почему-то активно отказываетесь предложить.
Большинство, наверное, также понимает и основные фундаментальные предположения, на которых она основана. А ещё и механики. А вот она, будучи полностью детерминированной, как бы говорит нам, что никакого хаоса в системе быть не может: для описания системы понадобится всего лишь iNan уравнений на моль вещества. То, что у Вас нет ресурсов посчитать уравнения, не означает, что там нет порядка.
Приятно пообщаться с образованным человеком.
Я по образованию не физик и для меня достаточно моего общего понимания энтропии. Дай бог, чтобы таких было побольше. Энтропия как понятие принадлежит не только физике и химии.
А Вы копайте глубже, раз есть знание и понимание. Желаю успеха
Не могу не согласиться. Это касается и истории, и наших знаний. Но, энтропия возникает там, где мы намеренно отказываемся от знания многих степеней свободы. Как только начали мерить температуру и давление вместо набора координат - держите энтропию. Но это не реальность, а подход. Потому желаю Вам не путать тёплое с мягким.
Это очень полезное свойство сознания - ограничивать восприятие опытом. Но, увы, сознание очень часто нас обманывает, когда реальность выходит из-под рамок нашего опыта. Иллюзионисты Вам как пример.
< Это касается и истории, и наших знаний. >
Вы, как я понимаю, обладаете глубоким знанием процессов в лаборатории. Глубокое, но узкое знание ведёт к инф. энтропии.
Я обладаю некоторыми знаниями в области деформаций горных пород (занимался этим), а также пытаюсь термодинамику приложить к экономике. Мои познания более широкие, но менее глубокие. Тоже инф. энтропия.
Если бы Вы заинтересовались соц.-экон. термодинамикой, возможно, было бы полезное исследование. В экономике вы должны ориентироваться, находясь на АШ.
Самоорганизация, нелинейные, диссипативные системы, устойчивость немного, но очень сильно выходят за рамки лабораторий. Например исторические процессы при соответствующем выборе управляющих параметров мало чем отличаются от гидродинамической системы. Мы, конечно, ищем где светло, в "простых" системах, но именно они дают понимание, инструмент. Тренироваться лучше на кошках.
Начните с выбора параметров состояния. Выкиньте всё связанное с предположениями о характере пространства и времени, ибо эти предположения напрямую используются при определении вероятностей. Для таких систем время, например, неоднородно и неизотропно. Прошлое сильно отличается от будущего, их местами не поменять.
Ну потому, собственно, я на АШ. Ещё в бытность его на ЖЖ Алекс и несколько иных деятелей продвигали подход физической экономики. С тех пор регулярно на ресурсе появляются уникумы, сующие Второе начало в экономику. Странно, почему не закон Ома? И каждый раз я умоляю: определитесь с параметрами! Игра в аналогии не нужна, с таким же успехом можно строить модель на пяти элементах.
Что касается исследования, то экономика является частной стороной исторического процесса. Уверен, что начинать нужно оттуда, и тогда экономическая модель появится естественным путём, как стремление диссипативной системы к равновесию. Такой подход показывает, к примеру, что феодализм и рабовладение есть просто предельные режимы существования доиндустриального общества в зависимости от темпов воспроизводства. Соответственно имеются основания для установления устойчивости этих формаций в зависимости от объективных факторов. Стоит отметить, что такая модель использует всего два основных параметра - численность и плотность населения. Всё прочее - продукт парного, тройственного и более высоких степеней взаимодействия между степенями свободы (населением).
Я рад любой возможности сотрудничества в этой области. Например, с камрадом Юрием Рассказовым я собираюсь тиснуть пару статеек на тему, как только закончу более актуальную текучку.
Механика кстати такого ничего не говорит...Окромя детерминированности - надобно бы устойчивость исследовать по начальным условиям ...а вот тут и откроется хаос( даже уже имею 100 гравитирующих тел - например звезд в скоплении), любое бесконечно малое смещение начальных условий приводить за конечное время к конечной расходимости траекторий... а так да законы полностью детеминированы, и в теории(если отвлечься например от движения атомов гелия в фотосфере сириуса) даже можно во времени обратить
Хаос кроется в Ваших возможностях определить начальные координаты и импульсы. Не путайте тёплое с мягким. Это проблема Ваша, но не реальности.
И тут же опять беда. С чего Вы взяли, что время обладает свойствами, которыми Вы же его и наградили? Тут грамматическая безграмотность плавно перетекает в физическую. Впрочем, не удивительно. Так сойдёт.
точнее я бы сказал в принципиальной невозможности определить с бесконечной точностью начальные координаты и импульс (ибо любое изиерение затрачивает кучу реcурсов, и чем точнее экспотенциально все больше и больше)
“What is real? How do you define 'real'? If you're talking about what you can feel, what you can smell, what you can taste and see, then 'real' is simply electrical signals interpreted by your brain." (с)
у вас либо проблемы с пониманием либо со знанием матчасти... Я о свойствах времени ваще слова ни сказал...Я токмо обмолвился о свойствах замкнутой системы описываемой гамильтоновым формализмом - то шо изучается в механике,то окажется можно зная гамильтониан и начальные условия в момент t0 получить состояние в момент t1>t0 (опять же если отвлечься от трудностей численного интегрирования). И сснова ели полученные координаты и импульсы поставить в тоже уравнение , то по решениям в момент t1 в момент t0<t1... То есть гамильтонова динамика ковариантна по отношению к обращению времени... как-то так... ежели чо...
Так Вы считаете их нет? А я могу сам сделать систему. С надобной мне точностью и в координатах, и импульсах. Соответственно, буду гарантировать сохранность тех или иных величин, при том тоже с заданной точностью.
Именно так. То что пахнет говном, выглядит как говно, наверное, и есть говно. Вы можете попробовать на вкус, для уверенности, ну и ладно. Но это не обязательно говно. Вы простите, что так уж наглядно, но, надеюсь, понятно.
Конечно, Вы и не могли. Более того, в силу Вашей безграмотности, Вы и не в курсе, что в механике уже заложены свойства времени и пространства. Как только Вы задели Гамильтонов формализм, то сразу сели на однородность времени и пространства. Тут Ваши слова не нужны.Так сойдёт.
Вот здесь да. Матчасть нужно допиливать, чем и занимаемся. Впрочем, Вам бы стоило ознакомиться с матчастью от начала.
То, что Вы скопировали чужую фразу, не означает, что она стала Вашей. А означает она симметрию механических процессов во времени. Тем самым Вы входите в противоречие с собой просто об том не зная. Ну ведь так сойдёт.
Страницы