2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В раздел Пургаторий будут перемещены спорные темы (преимущественно псевдонаучного характера), относительно которых администрация приняла решение о нецелесообразности продолжения дискуссии.
Причинами такого решения могут быть, в частности: безграмотность, бессодержательность или псевдонаучный характер темы, нарушение автором принципов ведения дискуссии, принятых на форуме.
Права на добавление сообщений имеют только Модераторы и Заслуженные участники форума.



Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 18  След.
 
 Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 15:06 
Заблокирован


20/12/07

141
Все законы физики обратимы во времени. Единственное исключение - это второе начало термодинамики, где необратимо не уменьшается энтропия замкнутой системы. Но содержит ли этот закон (постулат) физики необратимость?
Демон Максвелла пропускает через перегородку быстрые молекулы и останавливает медленные. Для нарушение теплового равновесия важно не то, с какой скоростью летять молекулы, а то, какое количество энергии, кинетической или потенциальной, переносят эти молекулы. Поэтому мы можем взять двуатомные молекулы, которые диссоциируются, при нагревании, на отдельные атомы с поглощением энергии. В этом случае отдельные атомы будут содержать большее количество потенциальной энергии, чем молекулы. Нам надо отделить двухатомные молекулы от отдельных атомов - это легко сделать, "просверлив" в перегородке достаточно маленькие дырочки, через которые пройдут атомы, и отразятся молекулы (такие молекулярные мембраны действительно существуют).
Таким образом, мембрана с молекулярными отверстиями полностью моделирует действия демона Максвелла - пропускает молекулы (атомы) с большей суммарной энергией и отражает молекулы с меньшей. Вот только нарушения теплового равновесия таким образом получить нельзя. Потому что, какое количество энергичных молекул пройдёт, через мембрану, справа налево, такое же количество их и зайдёт обратно. Нарушение теплового равновесия будет только при наличии ассиметрии пропускных способностей мембраны, а такое наличие ассиметрии будет только при наличии необратимости - при изменениии векторов скорости молекул на противоположные значения мы не получим исходного состояния, а это невозможно.
То есть, необратимости не существует. Но, если это так, то нет и роста энтропии замкнутой системы, поэтому, теоретически, можно построить вечный двигатель второго рода, не зависимо от того, существует необратимость или нет.
Вывод такой, что одного постулата о росте энетропии замкутой системы недостаточно, надо искать доказательство того, что именно из обратимости физических законов, следует невозможность создания вечного двигателя второго рода.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 15:30 
Заблокирован
Аватара пользователя


21/04/06

4930
lapay в сообщении #401782 писал(а):
То есть, необратимости не существует.


К сожалению, существует. Вы не с той стороны смотрите. Вероятность упорядоченной системы прийти в хаос гораздо выше, чем из хаоса сделать порядок. Последнее наблюдается лишь в живых системах. И то иногда.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 16:01 
Заблокирован


20/12/07

141
Шимпанзе в сообщении #401790 писал(а):
Вероятность упорядоченной системы прийти в хаос гораздо выше, чем из хаоса сделать порядок.

Вероятность одинакова, только время возврата из хаоса в порядок стремится к бесконечности (экспоненциально увеличивается с ростом степеней свободы системы с неустойчивыми траекториями). Если есть необратимость, то можно сделать и вечный двигатель второго рода. Пока существование необратимости не обнаружено, поэтому нет и вечного двигателя.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 16:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
lapay в сообщении #401797 писал(а):
Вероятность одинакова, только время возврата из хаоса в порядок стремится к бесконечности

Это как раз и означает, что вероятность неодинакова.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 16:42 
Заблокирован


20/12/07

141
Вероятность одинакова, просто время возврата в первоначальное, малобитовое, состояние очень велико, поэтому, когда мы берём любую макроскопическую систему, то, с огромной долей вероятности мы попадём в "середину" этого цикла, поэтому дождаться значительного уменьшения энтропии шансов, практически, нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 19:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
lapay в сообщении #401805 писал(а):
Вероятность одинакова

Неправильное утверждение от повторения не становится правильным.

Для начала уточните, что вы называете здесь "вероятностью".

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 19:41 


27/02/09
2791
lapay в сообщении #401805 писал(а):
Вероятность одинакова, просто время возврата в первоначальное, малобитовое, состояние очень велико

А что за "малобитовое состояние", можно поподробнее, что-то вроде "капли" в фазовом пространстве, т.е., макросостоянии с близкорасположенными первоначально микросостояниями?

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 20:34 
Заблокирован


20/12/07

141
"Малобитовое состояние" в моём представление это "малобитовая" формула (программа с конечным набором циклов, чем меньше битов занимает эта программа, тем лучше), которой можно описать начальное состояние. Можно ли описать в малобитовой формулировке любое первоначальное состояние? По-видимому - нет.
[quote=Munin]Для начала уточните, что вы называете здесь "вероятностью".[/quote]
Второе начало было сформулировано на основе огромного количества наблюдательных фактов, но, так как энергетических уровней макроскопичской замкнутой системы очень много, то время возврата фаз в первоначальное состояние стремиться к бесконечности, поэтому и все эти наблюдение не доказывают наличия необратимости - их слишком мало для этого доказательства, хоть и достаточно для формулировки людьми нового физического закона. :-)
Кроме этого, замкнутых систем, в современном представлении, вообще нет, постоянно происходит "запутывание" самых удалённых квантовых систем, в том числе и макроскопических. Декогеренция происходит при самых ничтожных взаимодействиях, как и взаимное влияние удалённых классических систем с неустойчивыми траекториями.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 21:34 


27/02/09
2791
lapay в сообщении #401883 писал(а):
"Малобитовое состояние" в моём представление это "малобитовая" формула (программа с конечным набором циклов, чем меньше битов занимает эта программа, тем лучше), которой можно описать начальное состояние. Можно ли описать в малобитовой формулировке любое первоначальное состояние? По-видимому - нет.

Опять не понял, в физике начальное состояние задается областью в фазовом пространстве. Энтропия есть логарифм объема области. Чем меньше первоначально взятый объемчик("капля") тем меньше энтропия, но тем больше бит необходимо для его задания -координаты центра капли надо задавать с большей точностью. А "малобитовое" первоначальное состояние должно означать большую неопределенность в положении системы, так однобитовое состояние будет означать что первоначально система находится в одной из половин фп. Так какое первоначальное состояние имеется в виду под малобитовым с точки зрения статфизики?

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 21:49 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
druggist писал(а):
А что за "малобитовое состояние", можно поподробнее, что-то вроде "капли" в фазовом пространстве, т.е., макросостоянии с близкорасположенными первоначально микросостояниями?

Есть макропараметры, а что такое макросостояние? состояние системы с задаными макропараметрами ?
и что означает близкорасположенные первоначальные микросостоянияния ?

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 23:02 
Заблокирован


20/12/07

141
druggist в сообщении #401916 писал(а):
Опять не понял, в физике начальное состояние задается областью в фазовом пространстве. Энтропия есть логарифм объема области. Чем меньше первоначально взятый объемчик("капля") тем меньше энтропия, но тем больше бит необходимо для его задания -координаты центра капли надо задавать с большей точностью. А "малобитовое" первоначальное состояние должно означать большую неопределенность в положении системы, так однобитовое состояние будет означать что первоначально система находится в одной из половин фп. Так какое первоначальное состояние имеется в виду под малобитовым с точки зрения статфизики?

Вообще-то, понятие "малобитовое" сильно зависит от того, что именно означают эти самые биты (формулы и числа), как именно описывается начальное состояние системы. Ваше определение однобитового состояния тоже может иметь место. Поэтому берём любую обратимую макроскопическую систему и ждём, до скончания века, пока она станет однобитовой. :-) Вероятность того, что это произойдёт быстро, пока мы живы, ничтожна, так как вероятность нашего "случайного попадания" вблизи окончания "однобитового цикла" (возврата системы в малобитовое состояние) ничтожно мала, сколько бы мы не проводили опытов.
Любые наблюдения за макроскопической (многомодовой) системой с нелинейным взаимодействием мод, не могут доказать наличие необратимости - слишком мало время и количество наблюдений для такого доказательства.
Более того, если кто-то утверждает, что существует истинно необратимый физический процесс, по-видимому, всегда возможно этот процесс положить в основу создания вечного двигателя второго рода (с этим утверждением можно поспорить, для этого эта тема и была открыта).

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 23:18 


27/02/09
2791
AlexNew в сообщении #401926 писал(а):
Есть макропараметры, а что такое макросостояние? состояние системы с задаными макропараметрами ?
и что означает близкорасположенные первоначальные микросостоянияния ?

Малая область в фп, содержащая большое количество точек -микросостояний Допустим, в начальный момент времени система находится в каком-то из микросостояний, ограниченном этой областью. В каком именно мы не знаем, поэтому имеем макросостояние с малой, но отличной от нуля энтропией(вероятности каждого микросостояния полагаем равными) Далее можно рассмотреть ансамбль систем-траекторий в фп, эволюционирующих из каждой точки первоначальной малой области,( т.е., точки-микросостояния первоначально близкорасположены) При этом объем области как и энтропия согласно теореме Лиувиля будут неизменными во времени.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение19.01.2011, 23:57 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
druggist в сообщении #401981 писал(а):
Далее можно рассмотреть ансамбль систем-траекторий в фп, эволюционирующих из каждой точки первоначальной малой области,( т.е., точки-микросостояния первоначально близкорасположены) При этом объем области как и энтропия согласно теореме Лиувиля будут неизменными во времени.


по теореме Лиувиля каждая траектория в фазовом пространстве является замкнутой.
Получается что одной траектории принадлежит как минимум одно начальное микросостояние, будем считать ровно одно.

Про обьем какой области в фаз пространстве вы говорите? как его можно однозначно определить?
Почему вы считаете что энтропия не будет возрастать ? траектории не будут разбегаться ?

-- Чт янв 20, 2011 01:13:07 --

lapay писал(а):
Любые наблюдения за макроскопической (многомодовой) системой с нелинейным взаимодействием мод, не могут доказать наличие необратимости - слишком мало время и количество наблюдений для такого доказательства.

вроде доказали обратное полвека назад, покрайней мере заметили при комп. моделировании что системя возращается в исходное состояние.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение20.01.2011, 00:23 


27/02/09
2791
AlexNew в сообщении #401996 писал(а):
по теореме Лиувиля каждая траектория в фазовом пространстве является замкнутой.

Я имею в виду "Теорему Лиувилля о сохранении фазового объёма"(http://ru.wikipedia.org/wiki)

AlexNew в сообщении #401996 писал(а):
Про обьем какой области в фаз пространстве вы говорите? как его можно однозначно определить?

Система в данный момент не находящаяся в равновесии но уже стремящаяся к нему... ну не знаю как опредилить... кот Шредингера только что раскусивший капсулу с цианистым калием))
AlexNew в сообщении #401996 писал(а):
Почему вы считаете что энтропия не будет возрастать ? траектории не будут разбегаться ?


Очень возможно что будут, но тем не менее фазовый объем а следовательно энтропия согласно теореме Лиувилля(см выше) будут постоянными.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нужна ли термодинамике необратимость?
Сообщение20.01.2011, 03:16 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
druggist писал(а):
Далее можно рассмотреть ансамбль систем-траекторий в фп, эволюционирующих из каждой точки первоначальной малой области,( т.е., точки-микросостояния первоначально близкорасположены) При этом объем области как и энтропия согласно теореме Лиувиля будут неизменными во времени.
...
Я имею в виду "Теорему Лиувилля о сохранении фазового объёма"(http://ru.wikipedia.org/wiki)

Мне кажется вы путаете.
Вопервых как вы собираете измерять расстояние между микросостояниями ? и зачем? главное чтобы они давали одно и тоже макросастояние.
Во вторых Теорема Лиувилля о сохранении фазового объёма говорит о постоянстве функции распределения .
К чему замечание про "малые области" и "точки-микросостояния первоначально близкорасположены" совсем не понятно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 267 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 18  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group