От Баювар
К alex~1
Дата 27.10.2003 14:38:18
Рубрики Тексты;

у химиков не только dQ

>>Все химические процессы идут за свет повышения энтропии. Экзотермические повышают ее в окружающей среде, нагревая ее. Эндотермические настолько повышают ее "внутри себя", что могут и отнять тепло у среды, понизив энтропию. Напомню: dS = dQ/dT.

>Баювар, так за счет передачи тепла с повышением энтропии или за счет энтропии? Это же совершенно разные вещи.

А. Подожгли магний. Рассчитанная по формулам и таблицам энтропия системы (было Mg + O2, стало MgO) уменьшилась. Оно и понятно: кислород летал где хотел, теперь в кучке оксида связан. А энтропия среды выросла на dQ/T за счет теплопередачи.

Б. Насыпали нитрат аммония в воду. Ионы сидели по местам в решетке, теперь плавают по всему стакану. Энергии гидратации не хватило на разрушение решетки -- не беда, теплом у среды заберем с энтропией вместе. Поскольку плавающие ионы своей энтропией, числом состояний, за это заплатили.

>Энтропия сохраняется на адиабате (dQ = 0). Что, не бывает адиабатических процессов? Хотите, приведу пример? :)

Мысль понял. Вот: у химиков не только dQ, но и справочные таблицы по энтропии для разных химикалий. Было -- стало. Вполне может быть, что на адиабате что-то химически необратимое произойдет, и энтропия таки вырастет.

>С уважением
От alex~1
К Баювар (27.10.2003 14:38:18)
Дата 27.10.2003 15:03:10

Re: у химиков...

Баювар,

У "программистов" тоже есть энтропия. :) Для ее изменения даже нагревать ничего не надо. :) Она-то точно на адиабате не сохраняется (а отличие от энтропии термодинамической).

Определений энтропии - как собак нерезаных. В общем случае энтропия - это мера количества возможных микросостояний фазовых точек системы при одном и том же макросостоянии. Я приводил соответствующее определение в предыдущей дискуссии (неохота искать, но если хотите, найду). Это совершенно универсальный параметр с совершенно различным "физическим" смыслом.

Честно говоря, я в химии не понимаю совсем ничего. И к понятию "химическая энтропия", да еще и со значением из справочника, отношусь со священным ужасом. Очень может быть, что в химии энтропия характеризует, например, уровень связей между молекулами вещества в решетке (или атомами в молекулах). Это тоже попадает под глобальное понятие энтропии. Если это так, то ТАКАЯ энтропия характеризует потенциальную энергию взаимодействия в веществе - никакого противоречия с приведенным определением энтропии нет. Но термодинамическая энтропия не характеризует энергию взаимодействия (в идеальном газе, которым занимается термодинамика, таким взаимодействием пренебрегают по определению). Это совсем другая история.

В каждой области надо рассматривать "свою" энтропию.

С уважением
От Баювар
К alex~1 (27.10.2003 15:03:10)
Дата 28.10.2003 12:41:52

Для философов и шизофреников

>У "программистов" тоже есть энтропия. :) Для ее изменения даже нагревать ничего не надо. :) Она-то точно на адиабате не сохраняется (а отличие от энтропии термодинамической).

Однако нагреть песчинку на градус даст больший прирост энтропии, чем забить все винчестеры мира мусором. С точки зрения микросостояний

>Определений энтропии - как собак нерезаных. В общем случае энтропия - это мера количества возможных микросостояний фазовых точек системы при одном и том же макросостоянии.

Правильно.

>Честно говоря, я в химии не понимаю совсем ничего. И к понятию "химическая энтропия", да еще и со значением из справочника, отношусь со священным ужасом. Очень может быть, что в химии энтропия характеризует, например, уровень связей между молекулами вещества в решетке (или атомами в молекулах). Это тоже попадает под глобальное понятие энтропии. Если это так, то ТАКАЯ энтропия характеризует потенциальную энергию взаимодействия в веществе - никакого противоречия с приведенным определением энтропии нет. Но термодинамическая энтропия не характеризует энергию взаимодействия (в идеальном газе, которым занимается термодинамика, таким взаимодействием пренебрегают по определению). Это совсем другая история.

Как раз наоборот. Для химиков и физиков (тех, кто теоретически обоснует паровозы и холодильники) энтропия одна. Если химии нет -- тогда dQ/T. Есть превращения -- лезем в справочники и смотрим, что было и что стало. Кстати, напряжение батареек тоже оттуда, и мы можем посчитать, увеличится оно или упадет при понижении температуры (с током не путайте).

>В каждой области надо рассматривать "свою" энтропию.

Для философов и шизофреников -- да. Ах, мера беспорядка!
От Сепулька
К Баювар (28.10.2003 12:41:52)
Дата 29.10.2003 19:38:37

У химиков и физиков энтропия одна и та же.

>Как раз наоборот. Для химиков и физиков (тех, кто теоретически обоснует паровозы и холодильники) энтропия одна. Если химии нет -- тогда dQ/T. Есть превращения -- лезем в справочники и смотрим, что было и что стало. Кстати, напряжение батареек тоже оттуда, и мы можем посчитать, увеличится оно или упадет при понижении температуры (с током не путайте).

Тут Баювар абсолютно прав (как и вообще в этой подветке). У химиков и физиков энтропия одна и та же. И законы в химии используются термодинамические (т.е. физические). Это действительно так. Так что если химики подтверждают, что многочисленные опыты у них действительно идут именно на росте энтропии (а не просто за счет изменения температуры), этому вполне можно верить.

Со вторым началом термодинамики во Вселенной, насколько я понимаю, есть только 2 проблемы:
1. можно ли рассматривать Вселенную как классическую замкнутую систему? Т.е. будет ли в ней работать закон сохранения энергии (на квантовом уровне он может нарушаться в пределах неопределенности Гейзенберга)? Вообще, рассмотрение системы на квантовом уровне может вполне изменить концепцию.
2. процессы самоорганизации (последние работы по неравновесной термодинамике - я о них знаю совершенно недостаточно для данной дискуссии).
Вообще, я предлагаю завести такую дискуссию с физиками на каком-либо физическом форуме и оттуда публиковать результаты.
От alex~1
К Сепулька (29.10.2003 19:38:37)
Дата 30.10.2003 09:25:18

Re: У химиков...

Верить на слово на счет процессов, идущих ТОЛЬКО за счет энтропии (в термодинамическом понимании), я не собираюсь. Потому что в термодинамическом понимании энтропия - это вероятность.

Вот пример Вам, как химикам.:)
Есть сосуд с водой, в которой "в левой части" растворено, скажем, немного чернил. Температура воды с чернилами одинаковая, процесс адиабатический (передачи тепла нет). Химику ясно :), что чернила постепенно распределятся равномерно по всему сосуду. Температура не меняется, тепло не передается, все чудесно. Можно ли сказать, что процесс идет за счет разности энтропий при разной концентрации чернил и завершится тогда, когда энтропия раствора станет максимальной, т.е. ТОЛЬКО ЗА СЧЕТ ЭНТРОПИИ?

С уважением
От А.Б.
К alex~1 (30.10.2003 09:25:18)
Дата 30.10.2003 19:37:14

Re: У химиков...

Если нет изменения состояния вещества - то все остается как было. И энтальпия, и энтропия, и, даже, температура...

Меняется концентрация в локальных областях - но это не функция состояния :))

Диффузия прекрасно объясняется статистикой, термодинамика тут - не очень и к месту. :)
От Баювар
К alex~1 (30.10.2003 09:25:18)
Дата 30.10.2003 13:30:05

теоретически обоснуют паровозы

>Верить на слово на счет процессов, идущих ТОЛЬКО за счет энтропии (в термодинамическом понимании), я не собираюсь. Потому что в термодинамическом понимании энтропия - это вероятность.

Щас разберемся...

>Вот пример Вам, как химикам.:)
>Есть сосуд с водой, в которой "в левой части" растворено, скажем, немного чернил. Температура воды с чернилами одинаковая, процесс адиабатический (передачи тепла нет). Химику ясно :), что чернила постепенно распределятся равномерно по всему сосуду. Температура не меняется, тепло не передается, все чудесно. Можно ли сказать, что процесс идет за счет разности энтропий при разной концентрации чернил и завершится тогда, когда энтропия раствора станет максимальной, т.е. ТОЛЬКО ЗА СЧЕТ ЭНТРОПИИ?

Да, конечно. Мой тезис был -- ВСЕ процессы идут только за счет энтропии. Берем ваш пример. Капля в 0.1 мл чернил распространяется на литр воды. Хорошее приближение -- расширение в 10000 раз идеального газа (мол. масса за 300). Так вот: те физики, что теоретически обоснуют паровозы и холодильники, многократно доказали и перепроверили формулы эквивалентности прироста энтропии от адиабатического расширения газа и пресловутого интеграла dQ/T. Они Вам посчитают на сколько градусов нужно нагреть эту каплю (при ее теплоемкости и данной температуре), чтобы получить тот же прирост энтропии. Вызвавший гомерический хохот момент: чем более глубокий холод (знаменатель!) портим нагревом, тем этот прирост больше.
От alex~1
К Баювар (30.10.2003 13:30:05)
Дата 30.10.2003 15:47:26

Re: теоретически обоснуют...

Хотите, программку соответствующую напишите (это я об объяснении Шредингером процесса перемешивания жидкостей). Если получится - а наверняка получится - то Вам придется привлечь для объяснения ту самую информационную энтропию, которую так презрительно пнули. :)

С уважением
От alex~1
К Баювар (30.10.2003 13:30:05)
Дата 30.10.2003 14:17:01

Re: теоретически обоснуют...

>Да, конечно. Мой тезис был -- ВСЕ процессы идут только за счет энтропии. Берем ваш пример.

Хотите, я Вам объясню, в чем дело - безо всякой энтропии, которой на самом деле нет? Правда, это не я, а Шредингер ;), но тем быстрее Вы поверите. :)

Так вот. Чернила рахмажутся равномерно не потому, что есть энтропия, которая обязана возрастать, а потому, что молекулы чернил и воды движутся хаотично и симметрично, но пока концентрации "слева" и "справа" различны, "слева" у границы раздела просто физически больше частиц чернил, чем "справой". Поэтому их слева направо и переместится при хаотическом движении больше, чем справа налево. Всего-то и делов.

>Так вот: те физики, что теоретически обоснуют паровозы и холодильники, многократно доказали и перепроверили формулы эквивалентности прироста энтропии от адиабатического расширения газа и пресловутого интеграла dQ/T.

Баювар, термодинамическая энтропия ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ не изменяется на адиабате. В адиабатическом процессе ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ не может быть никакого прироста энтропии. Не знаю, что там могли доказать на эту nему физики, занимающиеся паровозами. Разве что то, что 0 тождественен 0. Но это многократно доказывать и перепроверять не нужно. :)

>Они Вам посчитают на сколько градусов нужно нагреть эту каплю (при ее теплоемкости и данной температуре), чтобы получить тот же прирост энтропии.

Зачем это нужно!!!!! Конечно, чего проще - подставить нужные значения в формулу ds = dQ/T? Но что это даст в физическом смысле?

С уважением
От alex~1
К Сепулька (29.10.2003 19:38:37)
Дата 30.10.2003 09:24:53

Сепульке, Баювару и А.Б.

Сепулька, а также А.Б. и Баювар!

Давайте пока временно отложим энтропию, раз уж
в форумном формате мне не удается объяснить, что при описанном вами подходе термодинамическая энтропия и энтропия физическая - вещи разные.
Давайте не будем говорить о процессах, идущих ТОЛЬКО за счет энтропии - опять-таки, форумный формат не позволит это обсуждать (боюсь).

Предложение - начать с начала. Энтропия в термодинамике - это качество энергии. Давайте поговорим об энергии.

Я привел в этой ветке задачку. Эта задачка гораздо хитрее, чем кажется, и ее решение, как ни странно, имеет отношение к данной дискуссии.
Не сочтите за увертку - поверьте, там все ОЧЕНЬ интересно, и ИМЕННО в контексте данного спора.

Жду Вашего решения. Если хотите - я дам "мой" вариант решения, и он дает основания обсудить, что же такое энергия (с выходом на энтропию как качество этой энергии). Но лучше получить Ваше решение. Да, так и сделаю - не скажу Вам просто так свой вариант.

Не хотите - не надо. Тогда я не вижу большого смысла продолжать разговор об энтропии. Хотя хотелось бы.

С уважением
От Сепулька
К alex~1 (30.10.2003 09:24:53)
Дата 02.11.2003 15:57:32

Re: Сепульке, Баювару...

>Давайте пока временно отложим энтропию, раз уж
>в форумном формате мне не удается объяснить, что при описанном вами подходе термодинамическая энтропия и энтропия физическая - вещи разные.
>Давайте не будем говорить о процессах, идущих ТОЛЬКО за счет энтропии - опять-таки, форумный формат не позволит это обсуждать (боюсь).

Алекс, давайте не будем разбрасываться. Дискуссия выходит очень многопостиноговой, и просто нет времени все читать. Если можно, кратко изложите, пожалуйста, чем на Ваш взгляд отличается энтропия в физическом смысле от энтропии в термодинамическом смысле (насколько мне известно, это одно и то же: формулы одной и другой энтропии эквивалентны - могу отослать Вас к учебнику по физике для вузов: Квасников, что-то типа "Термодинамика", 1 том - Равновесная термодинамика).

>Предложение - начать с начала. Энтропия в термодинамике - это качество энергии. Давайте поговорим об энергии.

Энтропия как качество энергии и энтропия как сумма вероятностей эквивалентны. Возможно, конечно, есть какие-то ограничения, но тогда объясните, какие.

>Я привел в этой ветке задачку. Эта задачка гораздо хитрее, чем кажется, и ее решение, как ни странно, имеет отношение к данной дискуссии.

Дайте, пожалуйста, ссылку на эту задачку.

С уважением
От alex~1
К Сепулька (02.11.2003 15:57:32)
Дата 03.11.2003 13:50:03

Re: Сепульке, Баювару...

>Алекс, давайте не будем разбрасываться. Дискуссия выходит очень многопостиноговой, и просто нет времени все читать. Если можно, кратко изложите, пожалуйста, чем на Ваш взгляд отличается энтропия в физическом смысле от энтропии в термодинамическом смысле (насколько мне известно, это одно и то же: формулы одной и другой энтропии эквивалентны - могу отослать Вас к учебнику по физике для вузов: Квасников, что-то типа "Термодинамика", 1 том - Равновесная термодинамика).

Немного обобщенный ответ:

http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/koganov_tezisy.htm


>>Предложение - начать с начала. Энтропия в термодинамике - это качество энергии. Давайте поговорим об энергии.
>
>Энтропия как качество энергии и энтропия как сумма вероятностей эквивалентны. Возможно, конечно, есть какие-то ограничения, но тогда объясните, какие.

Как раз об этом и разговор. :)

>>Я привел в этой ветке задачку. Эта задачка гораздо хитрее, чем кажется, и ее решение, как ни странно, имеет отношение к данной дискуссии.
>
>Дайте, пожалуйста, ссылку на эту задачку.

https://vif2ne.org/nvz/forum/0/co/103043.htm

и далее вниз по ветке.

С уважением
От А.Б.
К alex~1 (30.10.2003 09:24:53)
Дата 30.10.2003 21:26:51

Re: Не нашел хитрости.

Изменение импульса произошло? Произошло.
Значит действовали силы? Да. Они совершили работу? Да.
Значит и изменение энергии - неудивительно. :)


Давйте повспоминем, лучше... помнится, я тут давал задачку на форум, тоже "хитрую" про некорректный эксперимент со странным результатом.
Можно ли нагреть 100 градусным паром до 110 градусов? Эксперимент говорит - можно. :)
От А.Б.
К alex~1 (30.10.2003 09:24:53)
Дата 30.10.2003 19:43:23

Re: Увы... щаз очень некогда...

Впрочем - буду поглядывать и, ежели что, постараюсь поучаствовать.

Про "термодинамическую энтропию" - думаю. просто заигрались товарищи в переопределения, когда хотят грубый итог от законов сохранения вывести через детализацию... Может невнятно, но... предмет спора мне кажется надуманным. Область применения-то не такая глобальная у термодинамики. Даже паровозы конструируют на более механистически-детальных подходах. :))
От А.Б.
К Сепулька (29.10.2003 19:38:37)
Дата 29.10.2003 21:11:36

Re: Энтропия - одна, а представления о ней - разные... Так вышло исторически. :)

>Так что если химики подтверждают, что многочисленные опыты у них действительно идут именно на росте энтропии (а не просто за счет изменения температуры), этому вполне можно верить.

Спасибо!!! Ну хоть один человек нашелся, который мне поверил по затронутой теме! :) Пустячок - но я счастлив!! :))

>Вообще, рассмотрение системы на квантовом уровне может вполне изменить концепцию.

Честно говоря, человечеству еще недостаточно "вообще" известно об устройстве микромира, чтобы выдвигать глобально-обобщающие утверждения.
Это равно относится к физике, химии и обществоведению. :)
От alex~1
К Баювар (28.10.2003 12:41:52)
Дата 28.10.2003 12:53:35

Re: Для философов...

>Однако нагреть песчинку на градус даст больший прирост энтропии, чем забить все винчестеры мира мусором. С точки зрения микросостояний

Вы совершенно неправы. Это "внутри Вас" "химик" с отвращением отпихивает (возможно, даже ногой) "программиста" :)

>>Определений энтропии - как собак нерезаных. В общем случае энтропия - это мера количества возможных микросостояний фазовых точек системы при одном и том же макросостоянии.
>
>Правильно.

Еще бы.

>>В каждой области надо рассматривать "свою" энтропию.
>
>Для философов и шизофреников -- да. Ах, мера беспорядка!

Наоборот. Именно "философы" и шизофреники (а также философы-шизофреники) рассматривают (по делу или не по делу) энтропию как что-то универсальное.
А "ученые" (и философы-ученые) должны иметь отчетливое представление о том,
о какой энтропии идет речь перед тем, как делать глобальные выводы.

С уважением
От А.Б.
К alex~1 (27.10.2003 15:03:10)
Дата 27.10.2003 19:32:45

Re: Опять же...про энергию Гиббса.

Дельта G = дельта Н - Т*(дельта S). H - энтальпия (теплосодержание) S - энтропия. Так вот, если это дельта G меньше нуля - процесс идет в выбранном направлении самопроизвольно. Если больше - не идет. Проверено практикой :)

Есть реакции, у которых изменение энтальпии - положительно (эндотермические процессы), то есть тепло должно поглощаться извне. Если бы не "покрытие" этих затрат за счет изменения энтропии (особенно при ненулевой температуре Т :) - процесс бы не пошел, а так... идет за милую душу. И даже можно рассчитать при какой тепературе этот процесс "замерзнет".
От alex~1
К А.Б. (27.10.2003 19:32:45)
Дата 28.10.2003 10:40:06

Re: Опять же...про...

>И даже можно рассчитать при какой тепературе этот процесс "замерзнет".

Ну, если так, то почему бы не сказать, что процесс идет ЛИШЬ за счет температуры, а не ЛИШЬ за счет энтропии? :)
От А.Б.
К alex~1 (28.10.2003 10:40:06)
Дата 28.10.2003 20:31:37

Re: Потому что - температура в ходе процесса - меняется. :)

И, к тому же, температура "привязана" к энтальпии системы - ее теплосодержанию. А энтропия - к "природе вещества", в систему забитого. :) Несколько более постоянное свойство отражает.
От alex~1
К А.Б. (28.10.2003 20:31:37)
Дата 29.10.2003 12:30:21

Re: Потому что...

>И, к тому же, температура "привязана" к энтальпии системы - ее теплосодержанию. А энтропия - к "природе вещества", в систему забитого. :) Несколько более постоянное свойство отражает.

Не понял. Энторпия - это характеристика природы вещества? Для магния - одна энтропия, из справочника, для оксида магния - другая, оттуда же?
От А.Б.
К alex~1 (29.10.2003 12:30:21)
Дата 29.10.2003 18:21:28

Re: Первое объяснение всегда сумбурное. :)

За счет температуры - почему не сказать - так потому, что если бы изменение энтропии было нулевым - то как температурой ни играй, процесс не растормошишь... так что идет он "за счет энтропии", то есть ее роста. :)

>Не понял. Энторпия - это характеристика природы вещества?

Да. Только не природы, а вещества в его состоянии. Для магния в виде твердого металла - одна энтропия, для расплава - другая, для паров - третья... Для оксида - та же бодяга, но свои цифры. Есть таблицы, где все эти данные сведены воедино. Изменение энтропии при реакции считается арифметически элементарно. Это у химиков.