Har Xil Jarayonlarda Entropiya Qiymatining O'zgarishi

|
Har Xil Jarayonlarda Entropiya Qiymatining O'zgarishi
|
bet | 5/11 | Sana | 22.02.2024 | Hajmi | 98,71 Kb. | | #160996 |
Bog'liq Fizikaviy kimyo fanining zamonaviy tahlil usullarini o\'rgatishda hamda kimyo texnalogiya sohalarini rivojlantirishdagi o\'rniHar Xil Jarayonlarda Entropiya Qiymatining O'zgarishi
Reja:
Dastlabki qarashlar
Salbiy entropiya
Gibbs erkin energiya va biologik evolyutsiya
Foydalangan adabiyotlar
O'rtasidagi bog'liqlik bo'yicha tadqiqotlar termodinamik miqdor entropiya va evolyutsiya ning hayot 20-asr boshlarida boshlangan. 1910 yilda amerikalik tarixchi Genri Adams kichik hajmda bosib chiqarilgan va universitet kutubxonalariga va tarix o'qituvchilariga tarqatilgan Amerika tarixi o'qituvchilariga xat ga asoslangan tarix nazariyasini taklif qilish termodinamikaning ikkinchi qonuni va entropiya printsipi bo'yicha.[1][2]
1944 yilgi kitob Hayot nima? tomonidan Nobel- yutuqli fizik Ervin Shredinger sohada keyingi izlanishlarni rag'batlantirdi. Shrödinger o'z kitobida dastlab hayot salbiy entropiya bilan oziqlanadi yoki negentropiya ba'zan chaqiriladi, ammo keyingi nashr shikoyatlarga javoban o'zini tuzatdi va haqiqiy manba ekanligini ta'kidladi erkin energiya. Yaqinda olib borilgan ishlar munozarani chekladi Gibbs bepul energiya chunki Yerdagi biologik jarayonlar odatda doimiy harorat va bosimda, masalan, atmosferada yoki okean tubida sodir bo'ladi, lekin alohida organizmlar uchun qisqa vaqt ichida ham emas.
Entropiya va tirik organizmlar o'rtasidagi munosabatlar haqidagi g'oyalar ko'plab kontekstlarda gipoteza va taxminlarni ilhomlantirdi, shu jumladan psixologiya, axborot nazariyasi, hayotning kelib chiqishiva imkoniyati g'ayritabiiy hayot.
Dastlabki qarashlar
1863 yilda, Rudolf Klauziy qayd etgan xotirasini nashr etdi Issiqlik va nur nurlarining kontsentratsiyasi va uning ta'sir doirasi to'g'risida, bu erda u o'zining va uning ishiga asoslangan dastlabki munosabatlarni bayon qildi Uilyam Tomson (Lord Kelvin), tirik jarayonlar va uning yangi ishlab chiqilgan entropiya kontseptsiyasi o'rtasida.[iqtibos kerak] Shunga asoslanib, birinchilardan bo'lib organikning mumkin bo'lgan termodinamik nuqtai nazarini taxmin qildilar evolyutsiya avstriyalik fizik edi Lyudvig Boltsman. 1875 yilda Klauziy va Kelvin asarlaridan kelib chiqib, Boltsman shunday fikr yuritdi:
Jonli mavjudotlar uchun umumiy kurash - bu xom ashyo uchun kurash emas, bular organizmlar uchun havo, suv va tuproqdir, barchasi juda ko'pdir - yoki issiqlik shaklida har qanday tanada mo'l-ko'l energiya mavjud emas, ammo [salbiy] entropiya uchun kurash, bu energiyani energiyadan o'tish orqali mavjud bo'ladi issiq quyosh uchun sovuq er.[3]
1876 yilda amerikalik qurilish muhandisi Richard Sears Makkulloh, uning ichida Issiqlikning mexanik nazariyasi va uni bug 'dvigatelida qo'llash haqida risolaerta termodinamika darsligi bo'lgan fizik olam qonunlari haqida gapirgandan so'ng, "ikkita umumiy taklifdan ko'ra qat'iy asosda o'rnatiladiganlar yo'q" Joule va Carnot; Bu bizning mavzumizning asosiy qonunlarini tashkil etadi. "Keyin Makkulloh ushbu ikki qonunni quyidagi iborada birlashtirish mumkinligini ko'rsatib o'tdi:
qayerda
entropiya
ning differentsial miqdori issiqlik ga o'tdi termodinamik tizim
mutlaq harorat
Keyinchalik Makkulloh ushbu ikki qonunning qo'llanilishi, ya'ni hozirgi kunda termodinamikaning birinchi qonuni va termodinamikaning ikkinchi qonuni, son-sanoqsiz:
Jismoniy hodisalarning termal o'zgarishlar va munosabatlar bilan qanday bog'liqligini aks ettirganimizda, birdaniga ularning bo'laklari kamligi yoki yo'qligi aniq bo'ladi tabiatshunoslik ular ko'rib chiqilayotgan buyuk haqiqatlarga ozmi-ko'pmi bog'liq emas. Shu sababli, qisqa vaqt ichida hali bir avlod o'tmaganligi ajablantiradigan narsa bo'lmasligi kerak. issiqlikning mexanik nazariyasi erkin qabul qilindi, fizika fanining butun tarmoqlari u orqali inqilob qildi.[4]:p. 267
Makkulloh ushbu qonunlarning hajmi va foydaliligi bo'yicha "ko'proq qiziqarli misollar" deb atagan narsalardan bir nechtasini keltiradi. Uning birinchi misoli fiziologiya, bu erda u "parovoddan yoki lokomotivdan kam bo'lmagan hayvon tanasi haqiqatan ham a issiqlik mexanizmi, ikkinchisida oziq-ovqat iste'moli ikkinchisida yoqilg'ining yoqilishiga o'xshaydi; ikkalasida ham kimyoviy jarayon bir xil: chaqirilgan yonish. ” Keyin u munozarani o'z ichiga oladi Antuan LavuazyeHazm qilish, chiqarib yuborish va terlash davrlari bilan nafas olish nazariyasi, ammo keyinchalik Lavuazye bilan so'nggi topilmalar, masalan, ichki issiqlik ishqalanish, yangisiga ko'ra issiqlik nazariyasi, bu, Makkullohning so'zlariga ko'ra, "tananing issiqligi ko'krak qafasida to'planish o'rniga umumiy va bir tekis tarqaladi". Keyinchalik Makkulloh ikkinchi qonunga misol keltiradi, u erda ishqalanish, ayniqsa kichikroq qon tomirlarida issiqlik paydo bo'lishi kerak. Shubhasiz, hayvonlar tomonidan hosil bo'ladigan issiqlikning bir qismi shu tarzda hosil bo'ladi. Keyin u shunday deb so'raydi: "ammo bu ishqalanishni keltirib chiqaradigan energiya sarf-xarajatlari qayerdan va bu nimani hisobga olish kerak?"
Bu savolga javob berish uchun u issiqlikning mexanik nazariyasiga o'girilib, qanday qilib yurakni "kuch-nasos" deb ataganini, u qonni qabul qilib, uni tananing har bir qismiga yuborishini qanday qilib erkin bayon qildi. Uilyam Xarviva "dvigatelning pistoni kabi harakat qiladi va natijada jismoniy yoki organik hayotni ta'minlaydigan ovqatlanish va ajralib chiqish tsikliga bog'liq". Ehtimol, Makkulloh ushbu argumentning qismlarini mashhurning bahsiga asoslagan Carnot tsikli. Xulosa qilib, u o'zining birinchi va ikkinchi qonun dalillarini quyidagicha umumlashtirdi:
Hamma narsa jismoniy narsaga bo'ysunadi energiyani tejash qonuniBundan kelib chiqadiki, hech qanday fiziologik ta'sir oziq-ovqatdan olinadigan energiyani sarflashdan tashqari sodir bo'lishi mumkin; shuningdek, hayvonning ijro etishi mexanik ish bir xil miqdordagi oziq-ovqatdan kuch sarf qilmaslikdan kamroq issiqlik hosil qilishi kerak, farq aynan shunday bo'ladi issiqlik ekvivalenti ishning.[4]:p. 270
|
| |