Александр Рыбников писал(а):chichigin писал(а):
Понятие Э. введено в 1865 Р. Клаузиусом для характеристики процессов превращения энергии
Уважаемый chichigin!
Вы это к чему?
Хотите сказать, что всё понимаете, только это понимание не можете выразить словами?
А Вы слышали про такой термин — КПД?
Он означает, что только лишь часть энергии преобразуется в полезную работу, а другая часть переходит в тепло.
Вообще-то любая совершаемая работа, кроме затрат энергии на полезную работу, требует сопутствующих затрат энергии ( и ни только затрат на тепло), а эти все затраты энергии со временем и повышают Энтропию.
Вынужден привести более полное понятие ЭНТРОПИИ.
======
Энтропия - это научное понятие, которое чаще всего ассоциируется с состоянием беспорядка, случайности или неопределенности. Термин и концепция используются в различных областях, от классической термодинамики, где он был впервые признан, до микроскопического описания природы в статистической физике и принципов теории информации. Она нашла широкое применение в химии и физике, в биологических системах и их связи с жизнью, в космологии, экономике, социологии, метеорологии, изменении климата и информационных системах, включая передачу информации в телекоммуникациях.[1]
Энтропия занимает центральное место во втором законе термодинамики, который гласит, что энтропия изолированной системы, предоставленной самопроизвольной эволюции, не может уменьшаться со временем. В результате изолированные системы эволюционируют к термодинамическому равновесию, при котором энтропия наиболее высока. Следствием второго закона термодинамики является то, что определенные процессы необратимы.Термодинамическая концепция была упомянута шотландским ученым и инженером Уильямом Рэнкином в 1850 году под названиями термодинамическая функция и тепловой потенциал.[2] В 1865 году немецкий физик Рудольф Клаузиус, один из ведущих основателей области термодинамики, определил ее как отношение бесконечно малого количества тепла к мгновенной температуре. Первоначально он описал это как содержание преобразования, по-немецки Verwandlungsinhalt, а позже ввел термин энтропия от греческого слова, обозначающего трансформацию.[3]
Австрийский физик Людвиг Больцман объяснил энтропию как меру количества возможных микроскопических расположений или состояний отдельных атомов и молекул системы, которые соответствуют макроскопическому состоянию системы. Таким образом, он ввел концепцию статистического беспорядка и распределений вероятностей в новую область термодинамики, называемую статистической механикой, и обнаружил связь между микроскопическими взаимодействиями, которые колеблются относительно средней конфигурации, и макроскопически наблюдаемым поведением в форме простого логарифмического закона с константой пропорциональности, постоянной Больцмана, которая стала одной из определяющих универсальных констант для современной международной системы единиц (СИ).
История
Рудольф Клаузиус (1822-1888), создатель концепции энтропии
Основная статья: История энтропии
В своей статье 1803 года "Фундаментальные принципы равновесия и движения" французский математик Лазар Карно предположил, что в любой машине ускорения и толчки движущихся частей представляют собой потери момента активности; любому естественному процессу присуща тенденция к рассеиванию полезной энергии. В 1824 году, основываясь на этой работе, сын Лазара, Сади Карно, опубликовал Размышления о движущей силе огня, в которых утверждалось, что во всех тепловых двигателях всякий раз, когда "калорийность" (то, что сейчас известно как тепло) падает из-за разницы температур, работа или движущая сила может быть произведена в результате ее перехода от горячего тела к холодному. Он использовал аналогию с тем, как вода попадает в водяное колесо. Это было раннее понимание второго закона термодинамики.[4] Карно основывал свои взгляды на теплоте частично на "ньютоновской гипотезе" начала 18 века о том, что и тепло, и свет были типами неразрушимых форм материи, которые притягиваются и отталкиваются другой материей, и частично на современных взглядах графа Румфорда, который в 1789 году показал, что тепло может создаваться трением, как при механической обработке стволов пушек.[5] Карно рассуждал, что если тело рабочего вещества, такое как пар, возвращается в исходное состояние в конце полного цикла двигателя, "никаких изменений в состоянии рабочего тела не происходит".
Первый закон термодинамики, выведенный из экспериментов с тепловым трением Джеймса Джоуля в 1843 году, выражает концепцию энергии и ее сохранения во всех процессах; однако первый закон непригоден для раздельной количественной оценки эффектов трения и диссипации.[требуется цитирование]
В 1850-1860-х годах немецкий физик Рудольф Клаузиус возразил против предположения, что в рабочем теле не происходит никаких изменений, и дал этому изменению математическую интерпретацию, поставив под сомнение природу неизбежных потерь полезного тепла при выполнении работы, например, тепла, выделяемого трением.[6] Он описал свои наблюдения как диссипативное использование энергии, приводящее к преобразованию содержимого (Verwandlungsinhalt по-немецки) термодинамической системы или рабочего тела из химических соединений во время изменения состояния.[6] Это противоречило более ранним взглядам, основанным на теориях Исаака Ньютона, согласно которым тепло было неразрушимой частицей, имеющей массу. Клаузиус обнаружил, что неиспользуемая энергия увеличивается по мере прохождения пара от впуска к выпуску в паровом двигателе. От приставки en-, как в "энергии", и от греческого слова τροπή [tropē], которое в устоявшемся лексиконе переводится как поворот или изменение[7] и которое он перевел по-немецки как Verwandlung, слово, часто переводимое на английский как трансформация, в 1865 году Клаузиус придумал название этого свойства как энтропия.[8] Это слово было принято в английский язык в 1868 году.
Позже такие ученые, как Людвиг Больцман, Джосайя Уиллард Гиббс и Джеймс Клерк Максвелл, дали энтропии статистическую основу. В 1877 году Больцман представил вероятностный способ измерения энтропии ансамбля частиц идеального газа, в котором он определил энтропию как пропорциональную натуральному логарифму числа микросостояний, которые мог занимать такой газ. Константа пропорциональности в этом определении, называемая постоянной Больцмана, стала одной из определяющих универсальных констант для современной международной системы единиц (СИ). Отныне существенной проблемой в статистической термодинамике было определение распределения заданного количества энергии E по N идентичным системам. Константин Каратеодори, греческий математик, связал энтропию с математическим определением необратимости в терминах траекторий и интегрируемости.
======
В статистической физике энтропия характеризует вероятность осуществления какого-либо макроскопического состояния. Кроме физики, термин широко употребляется в математике: теории информации и математической статистике. В этих областях знания энтропия определяется статистически и называется статистической или информационной энтропией. Данное определение энтропии известно также как энтропия Шеннона (в математике) и энтропия Больцмана—Гиббса (в физике).
Хотя понятия термодинамической и информационной энтропии вводятся в рамках различных формализмов, они имеют общий физический смысл — логарифм числа доступных состояний системы. Взаимосвязь этих понятий впервые установил Людвиг Больцман. В неравновесных (необратимых) процессах энтропия также служит мерой близости состояния системы к равновесному: чем больше энтропия, тем ближе система к равновесию (в состоянии термодинамического равновесия энтропия системы максимальна)..