что означает "энергетически выгодно"?

[igor4444]

Подскажите пожалуйста ,что означает понятие энергетической выгодности, структуры молекулы к примеру, вообще чего либо? Есть-ли абсолютно самые выгодные состояния данной с-мы для данных условий/времени? Универсально ли стремление к этим положениям(состояниям) всего вокруг? Помогите понять пожалуйста. Спасибо

[ukku]

Минимальность потенциальной энергии. Грубо говоря, есть тело в поле тяжести земли. Тело хочет упасть вниз т.к. его тянет туда притяжение земли. С энергетической точки зрения, сила - это минус градиент потенциальной энергии. То есть куда тащат силы - там минимум энергии взаимодействия.
У структуры молекул примерно так же. Внешнее поле для конкретной частицы создают остальные частцы. Движется она туда, куда ее тащат. Когда все устаканется, то есть силы будут скомпенсированы, то потенциальная энергия будет минимальна.

[igor4444]

Можно сказать ,что в каком-то смысле все находится в постоянном движении "вниз" ,к нулю энергии взаимодействий, и любое движение "вверх" для всей системы в целом нисходящее?? Т.е. затраты на энергетическое поднимание какой-либо с-мы, имеют кпд ниже 1, и по классической физике, в целом движение одностороннее, "вниз"?

[Munin]

По классической физике, если потерь энергии нет, то "вниз" система тоже не движется, а остаётся всегда на одном уровне. Но отсутствие потерь - это приближение. А сами потери описываются на другом языке, на языке статфизики, в терминах фазового объёма и энтропии.

Например, в гармонической потенциальной яме $U(x)=\tfrac{k}{2}x^2$ классическая система без потерь проводит больше времени в крайних положениях, до которых может отклониться, а не в среднем, которое соответствует минимуму потенциала. И только если включить диссипацию, опускается на дно.

Для молекулы диссипация означает передачу энергии другим степеням свободы внутри той же молекулы, другим молекулам при столкновениях, фотонам при излучении.

[igor4444]

А в неидеальных с-мах, где всегда есть диссипация, движение все-таки вниз? Я веду к тому, что диссипация энергии одной с-мы это единственный источник энергии для другой, и тогда если рассматривать неидеальную с-му где есть "источник" и потеря энергий(другие с-мы), и моментально изолировать ее, то будет максимально энергетически невыгодное гипотетическое начало, максимум энергии(типа большого взрыва в общем), от которого она течет только вниз к выгодному нулю? То есть "чистое", без участия поступления энергии от других с-м, движение "вверх" это нонсенс?

[Munin]

igor4444 в сообщении #438057 писал(а):

А в неидеальных с-мах, где всегда есть диссипация, движение все-таки вниз?

В сторону возрастания энтропии.

igor4444 в сообщении #438057 писал(а):

Я веду к тому, что диссипация энергии одной с-мы это единственный источник энергии для другой, и тогда если рассматривать неидеальную с-му где есть "источник" и потеря энергий(другие с-мы), и моментально изолировать ее, то будет максимально энергетически невыгодное гипотетическое начало, максимум энергии(типа большого взрыва в общем), от которого она течет только вниз к выгодному нулю?

Число микросостояний (или приходящийся на них фазовый объём) растёт с энергией (кроме довольно редких случаев инверсной заселённости). Число микросостояний суммарной системы "данная система плюс другие" равно произведению микросостояний данной системы и других. Поэтому это число имеет характер "горбика", сначала возрастающего, потом убывающего. Максимум приходится на точку, в которой сравниваются температуры данной системы и других подсистем. Если температуры не равны, развитие идёт в сторону максимума. Если данная система была более горячей, то развитие идёт в сторону, которую вы назвали. Если данная система была более холодной, то наоборот.

Но температуры типа комнатной - довольно невелики по сравнению с типичными энергиями внутримолекулярных степеней свободы. Для малых молекул можно приближённо считать, что степени свободы не возбуждены, молекула находится при абсолютном нуле, а единственная возбуждённая степень свободы стремится к нулю. Для больших молекул доступны возбуждения с низкими энергиями, и они обычно возбуждены. Но на химию это часто мало влияет, такие возбуждения не приводят к перестройке структуры и связей молекулы, хотя могут, например, изменить её пространственную конфигурацию.

[BISHA]

igor4444 в сообщении #438028 писал(а):

Подскажите пожалуйста ,что означает понятие энергетической выгодности

Это возможно при равновесии с окружением и всеми силами действующими в системе.

[Munin]

BISHA
Не лезьте.

[BISHA]

Munin в сообщении #438104 писал(а):

Не лезьте.

Здесь объяснение возможно, что нужно на моем уровне. Не всегда нужно использовать сверх "умные" слова. Мы с Вами не в клубе, нужно прояснить сущность более просто, что часто и понятнее.

[Munin]

У вас уже не получается изъясняться по-русски связно. Протрезвейте, тогда высказывайтесь.

[igor4444]

спасибо всем

[druggist]

Рассуждая этимологически, выгода(advantage) заключается в том, что тело в энергетически выгодном состоянии ничего не отдает другим телам, а может только получать

[dovlato]

Munin в сообщении #438044 писал(а):

И только если включить диссипацию, опускается на дно.

Кстати, именно диссипация не даст телу почить внизу. Будут тепловые колебания с микроскопической энергией около $\Delta E = kT$, в среднем оно будет поднято над нижней точкой, и потенц. энергия будет тоже порядка $kT$.
То есть получается, что с диссипацией, что без неё, общий тезис остаётся в силе - в самом низу тело находится малую долю всего времени.

[druggist]

dovlato в сообщении #438551 писал(а):

Кстати, именно диссипация не даст телу почить внизу. Будут тепловые колебания с микроскопической энергией около , в среднем оно будет поднято над нижней точкой, и потенц. энергия будет тоже порядка .

Имелось в виду, что учет неконсервативных сил типа силы трения во втором законе Ньютона изменяет "фазовый портрет" системы, например, для маятника(при не слишком больших амплитудах) вместо концентрических окружностей будет спираль. Насчет того, что макроскопическое тело будет испытывать колебания с полной энергией kT и "будет в среднем приподнято над нижней точкой" это, видимо, неправильно.

[arseniiv]

А разве при любых начальных условиях системы приходят в самое нижнее по потенциальной энергии положение? Они же вроде бы могут остановиться в локальном минимуме?