Vovodka Minin
октябрь 2019.
2960

Например, "температура" понятно зачем нужна в физике, но для чего ввели понятия "энтальпия" и "энтропия" (чтобы объяснить в этом мире конкретно что)?Можно ли измерить энтропию и энтальпию?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться

Отличный вопрос. Может можно его переформулировать в "Как пощупать или ощутить энтальпию/энтропию? Как обыватель может их увидеть или почуствовать? Какой у них физический смысл, как их понять интуитивно?"

Согласен с ответом Владимира Замятина - ни пощупать, ни ощутить, ни увидеть, ни почувствовать их нельзя. Люди в своём познании настолько преисполнились, что достигли материй, которые выходят за пределы их интуитивного опыта, призванного найти фрукт и избежать встречи со львом. Тем не менее, люди имеют т.н. "систему 2", которая и позволяет рассуждать о таких сложных материях.

Так вот в процессе рассуждения о таких сложных материях, выяснилось, что есть некие неизменные величины (инварианты), которые относительно часто встречаются. Пощупать их нельзя, как и потенциальную энергию, но как некоторый объект в уравнениях они слишком часто встречаются. Просто удобно дать таким вещам названия.

"Энтропия - количество способов расположить молекулы и их энергии в данном объёме, сохранив ту-же температуру, давление и объём".

Если не пугает английский - рекомендую вот этот интерактивный путеводитель по энтропии.

0
-1

Спасибо, гляну. И что это даёт "количество способов"? Ведь реализуется только один?

0
Ответить

В данный конкретный момент всегда реализован только один. Но фокус не в данной конкретной реализации, а в числе возможных реализаций. Сильно грубо говоря - вот у тебя есть три связанные молекулы воды при 0К, лежащие в метровом кубе. И три несвязанные молекулы воды при 0К, но лежащие в 1 мм друг от друга в метровом кубе. Во втором случае число их возможных расположений выше. Теперь если мы первый случай нагреем до 500К и снова охладим до 0К - число реализаций последнего состояния будет сильно выше, чем в первом случае и чем во втором случае. Собственно это и есть неубывание энтропии. Это строгий способ показать, что фарш невозможно провернуть назад.

Вот ещё неплохая статья на русском.

0
Ответить
Прокомментировать

Это хорошо, что про температуру понятно. Хотя это одно их сложнейших понятий, с несколькими определениями, причём не совсем эквивалентными.

А про энергию почему не упоминаете? С ней всё понятно?

Вообще, понятия в физике появляются обычно так. Решаются задачи в некоторой области. Оказывается, что некоторые сочетания буковок постоянно встречаются в решениях. Наконец, приходят к выводу, что им нужно дать какое-то название, чтобы разговаривать было удобнее.

Измерить энтропию и энтальпию нельзя. Можно только вычислить на основе измерения других величин. То же относится и к энергии. А строго говоря - и к температуре. Например, когда мы измеряем температуру ртутным термометром, на самом деле мы измеряем длину ртутного столбика. А затем по этой длине вычисляем температуру (обычно эти вычисления уже сделаны до нас, и результаты нарисованы на шкале термометра).

Владимир Замятинотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
0
-3

для чего ввели понятия "энтальпия" и "энтропия" (чтобы объяснить в этом мире конкретно что)?

Можно, конечно, ответить "для удобства", но так себе ответ.

0
Ответить

Спасибо. На самом деле энергия и температура для меня какие-то не углублённые понятия, хотя я понимаю, что тут не все так просто, как кажется (так сказать какие-то образы интуитивные об этих величинах сложились, возможно не совсем точные, а может и вовсе не точные). А если я ее вычисляю через другие измеренные величины, разве это не будет являться косвенным измерением энтропии? Актуальна ли фраза, что физическая величина существует тогда и только тогда, когда ее можно измерить (но возможно, что как прямо, так и косвенно)?

0
Ответить

Это обычное дело. Услышанное ещё в школе кажется простым.

В принципе, всякое измерение, то есть сравнение с эталоном, является косвенным. Кроме трёх - расстояния, угла, длительности. Ну ещё прямым измерением можно считать то, что можно сосчитать натуральными числами (типа количества распадов ядер урана в некотором образце за некоторое время).

С энергией и энтропией ситуация усугубляется ещё тем, что они определены с точностью до произвольной постоянной. То есть, вообще говоря, мы можем энергии и энтропии назначить такое значение, какое захотим.

Актуальна ли фраза, что физическая величина существует тогда и только тогда, когда ее можно измерить

Не актуальна. Фаза волновой функции электрона не может быть измерена принципиально (любая попытка измерения приводит к коллапсу, разрушению волновой функции). Тем не менее, это вполне себе физическая величина.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью