Математик

Термодинамические загадки: Путешествие в мир энергии и энтропии


Скачать книгу

увеличения энтропии. Это направление процессов является фундаментальным свойством природы и определяет, каким образом будут протекать все процессы в нашей Вселенной.

      **Примеры из повседневной жизни**

      Энтропия и второй закон термодинамики играют важную роль в нашей повседневной жизни. Например, когда мы стираем белье, мы наблюдаем, как чистые и упорядоченные вещи становятся грязными и хаотичными. Это увеличение энтропии является результатом взаимодействия между бельем, водой и моющим средством. Аналогично, когда мы едим горячую еду, мы наблюдаем, как она охлаждается и становится менее упорядоченной. Это также является результатом увеличения энтропии.

      **Заключение**

      В этой главе мы узнали о втором законе термодинамики и энтропии. Мы увидели, как энтропия связана с беспорядком и случайностью системы, и как второй закон термодинамики определяет направление процессов. Мы также рассмотрели примеры из повседневной жизни, которые демонстрируют важность энтропии и второго закона термодинамики. В следующей главе мы продолжим исследование термодинамики и узнаем о третьем законе термодинамики, который связывает энергию и абсолютный ноль.

      2.3. Третий закон термодинамики: абсолютный ноль и пределы достижимых температур

      Когда мы погружаемся в мир термодинамики, мы начинаем понимать, что существуют определенные пределы, которые не могут быть преодолены. Один из таких пределов связан с понятием абсолютного нуля, который представляет собой самую низкую возможную температуру в Вселенной. В этой главе мы рассмотрим третий закон термодинамики, который описывает поведение систем при приближении к абсолютному нулю, и探им, какие последствия это имеет для нашего понимания энергии и энтропии.

      **Абсолютный ноль: предел достижимых температур**

      Абсолютный ноль, обозначаемый как 0 К (-273,15 °C или -459,67 °F), представляет собой температуру, при которой все молекулярные движения прекращаются. Это означает, что при абсолютном нуле все частицы системы находятся в состоянии полного покоя, и нет никакой остаточной энергии. Однако, как мы увидим, достижение абсолютного нуля является невозможным.

      Третий закон термодинамики, также известный как закон Нернста, гласит, что при приближении к абсолютному нулю энтропия системы приближается к минимальному значению. Это означает, что при снижении температуры система становится все более упорядоченной, и количество возможных микросостояний уменьшается. В результате, при абсолютном нуле энтропия системы должна быть равна нулю.

      **Пределы достижимых температур**

      Теперь давайте рассмотрим, почему достижение абсолютного нуля является невозможным. Когда мы пытаемся охладить систему до абсолютного нуля, мы сталкиваемся с проблемой, связанной с принципом неопределенности Гейзенберга. Согласно этому принципу, невозможно одновременно знать положение и импульс частицы с бесконечной точностью. Это означает, что при попытке охладить