Cover Воскресенский В.Ю. Об основаниях энтропии
Id: 111501
7.9 EUR

Об основаниях энтропии

URSS. 104 pp. (Russian). ISBN 978-5-396-00163-3. Condition: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.
  • Paperback
Серия: Relata Refero

Summary

В настоящей книге высказывается идея о том, что основания термодинамики подлежат исправлению. Два курса высшей школы приводят к парадоксально несовместимым выводам: термодинамика утверждает, что энтропия является следствием второго закона термодинамики; статистическая физика определяет энтропию как следствие первого закона. В книге установлена и устранена причина этой несовместимости. Доказано, что если поливариантное уравнение состояния ...(More)не сводится к бивариантному, то оно неадекватно реально существующим термодинамическим системам из-за несовместимости с флуктуациями и из-за помех, вызываемых теоремой Фробениуса. Доказано, что все остальные структуры уравнений состояния бивариантны и приводят к существованию энтропии как следствию первого закона термодинамики. Доказано, что согласно нулевому закону термодинамики не существует нулевой теплоемкости. Соответственно принципы Клаузиуса и Томсона в отношении равновесных процессов также становятся следствиями первого закона, а действие второго закона ограничено только неравновесными процессами с возрастанием энтропии. Энтропия и термодинамическая температура существуют во Вселенной везде, где существует их основание --- первый закон термодинамики, независимо от сферы действия второго закона. Установлено неизвестное ранее свойство сложных термодинамических систем, состоящее в том, что они представляют собой совокупность простых подсистем.

Книга адресована исследователям, изучающим и трактующим проблемы мироздания; некоторым изобретателям, напрасно верящим в создание вечных двигателей второго рода; преподавателям, излагающим термодинамику, и студентам, совершенствующимся в ее изучении.


Oglavlenie
 Ot izdatel'stva
 Predislovie
 Vvedenie
Glava pervaya. Opredeleniya i sootnosheniya
 1.1.Prostie i slozhnie gomogennie termodinamicheskie sistemi
 1.2.Bivariantnie uravneniya sostoyaniya
 1.3.Versii polivariantnikh struktur uravneniya sostoyaniya
 1.4.Pfaffova forma v differentsial'nom uravnenii I zakona
 1.5.Golonomnost' pfaffovoj formi
 Teorema Frobeniusa
 Golonomnost' po opredeleniyu
Glava vtoraya. Klassicheskij i aksiomaticheskij podkhodi k probleme entropii
 2.1.Klassicheskij podkhod k probleme suschestvovaniya entropii
 2.2.Aksiomaticheskaya struktura izlozheniya
 Aksiomatika K.Karateodori
 Aksiomatika T.A.Afanas'evoj-Erenfest
 Gipoteza A.A.Gukhmana
 I.I.Novikov ob osnovaniyakh entropii
 Al'ternativa G.V.Skornyakova
 M.Plank ob entropii prostikh sistem
Glava tret'ya. Golonomnost' pfaffovikh form
 3.1.Golonomnost' pfaffovikh form s bivariantnimi slagaemimi
 3.2.Printsip Karateodori i teorema Frobeniusa
 3.3.Ogranicheniya v strukture polivariantnikh uravnenij sostoyaniya
Glava chetvertaya. Slozhnaya sistema kak sovokupnost' prostikh podsistem
 4.1.Struktura slozhnikh termodinamicheskikh sistem
 4.2.Klassifikatsiya prostikh podsistem
 4.3.O raschlenenii polivariantnikh uravnenij sostoyaniya na bivariantnie. Primeri
 Molekulyarnij kislorod
 Magnetiki s effektom magnitostriktsii i magnitouprugosti
Glava pyataya. Odnoznachnost' entropii
 5.1.Postanovka problemi
 5.2.Nulevoj zakon termodinamiki
 5.3.Ob otsutstvii sistem s nulevoj teploemkost'yu
 5.4.Odnosvyaznost' oblasti opredeleniya entropii i odnoznachnost' entropii
Glava shestaya. Izmenenie osnovanij termodinamiki
 6.1.O soderzhanii pervogo i vtorogo zakonov
 6.2.O nekotorikh terminakh
ZAKLYuChENIE
 Spisok literaturi

Ot izdatel'stva

Eta kniga prodolzhaet seriyu "Relata Refero" (doslovnij perevod -- rasskazivayu rasskazannoe).

Pod etim grifom izdatel'stvo predostavlyaet tribunu avtoram, chtobi viskazat' publichno novie idei v nauke, obosnovat' novuyu tochku zreniya, donesti do obschestva novuyu interpretatsiyu izvestnikh eksperimental'nikh dannikh, etc.

V spore raznikh tochek zreniya tol'ko reshenie Velikogo sud'i -- Vremeni -- mozhet stat' reshayuschim i okonchatel'nim. Sam zhe protsess poiska Istini khorosho kharakterizuetsya izvestnim viskazivaniem Aristotelya, vinesennim na oblozhku nastoyaschej serii: avtoritet uchitelya ne dolzhen dovlet' nad uchenikom i prepyatstvovat' poisku novikh putej.

Mi nadeemsya, chto publikuemie v etoj serii teksti vnesut, nesmotrya na svoe otklonenie ot ustanovivshikhsya kanonov, svoj vklad v poznanie Istini.


Predislovie

V 1986 g. A.A.Gukhman vipustil v svet knigu "Ob osnovaniyakh termodinamiki". V knige izlozheni osnovnie slozhivshiesya k tomu vremeni kontseptsii fenomenologicheskoj termodinamiki, v tom chisle sobstvennaya kontseptsiya Gukhmana. V chastnoj besede Aleksandr Adol'fovich zametil, chto suschestvovanie universal'noj additivnoj teplovoj funktsii sostoyaniya, kotoruyu R.Klauzius nazval entropiej, nikogda ne rassmatrivalos' kak problema v otnoshenii prostikh termodinamicheskikh sistem. Problemoj yavlyalas' entropiya slozhnikh sistem, i Klauzius predstavil v kachestve vtorogo zakona reshenie problemi suschestvovaniya integriruyuschego delitelya T i entropii, imeya vvidu imenno slozhnie sistemi. Nekotorie iz posleduyuschikh issledovanij (aksiomatika Karateodori i Afanas'evoj--Erenfest) "podtverdili" vivod Klauziusa ob entropii kak sledstvii vtorogo zakona. V to zhe vremya statisticheskaya fizika prishla k protivopolozhnomu rezul'tatu: suschestvovanie entropii ne zavisit ot vtorogo zakona. Fenomenologicheskaya termodinamika takzhe "chastichno" prishla k etomu vivodu: M.Plank dokazal, chto suschestvovanie entropii prostikh termodinamicheskikh sistem yavlyaetsya sledstviem tol'ko pervogo zakona.

Do nastoyaschego vremeni sokhranilsya paradoks: vivodi fenomenologicheskoj i statisticheskoj termodinamik otnositel'no osnovanij k suschestvovaniyu entropii ne sovpadayut, dazhe protivopolozhni. Eto nesovpadanie otsenivaetsya neodnoznachno. P.Shambadal' [40] (perevod s fr. 1967 g.) v knige "Razvitie i prilozhenie ponyatiya entropii", naprimer, otdaet predpochtenie fenomenologicheskoj termodinamike kak kontseptsii s bolee tverdimi osnovaniyami. On polagaet, chto "...mozhno tol'ko sozhalet', chto sovremennaya teoreticheskaya fizika obnaruzhivaet chasto tendentsiyu polnost'yu zavladet' ponyatiem entropii, kak esli bi ee mikroskopicheskij aspekt bil edinstvennim imeyuschim smisl. Eta tendentsiya tem menee opravdana, chto makroskopicheskij effekt imeet bolee tverdie osnovaniya: on bil otkrit v epokhu, kogda svyaz' mezhdu entropiej i besporyadkom bila esche neizvestna, i sokhranyaetsya dazhe v tom sluchae, esli po kakim-libo prichinam nam pridetsya otkazat'sya ot etoj svyazi". Somneniya v otnoshenii vivodov, opredelyayuschikh suschestvovanie entropii, viskazal avtor knigi "The Tragicomical History of Thermodynamics" K.Trusdell [43, 1982 g.]: "Sem' raz za poslednie tridtsat' let ya staralsya prosledit' argumentatsiyu Klauziusa, pitavshegosya dokazat', chto integriruyuschij mnozhitel' suschestvuet v obschem sluchae i est' funktsiya tol'ko temperaturi, odinakovaya dlya vsekh tel, i sem' raz eto sovershenno obeskurazhivalo menya... Ya ne mogu dazhe ob'yasnit', chego imenno ya ne ponimayu".

Termodinamika, ottalkivayas' ot teorii teploroda, snachala sdelala zigzag, obkhodya prepyatstvie, kotoroe yavlyalos' pridumannim: slozhnuyu sistemu opisivali polivariantnimi uravneniyami sostoyaniya, ne vidya v nej sovokupnosti prostikh termodinamicheskikh sistem. Na etom obkhodnom puti bilo ugadano suschestvovanie entropii, ee odnoznachnost', bil ustanovlen vtoroj zakon termodinamiki. V nego vmeste s printsipom vozrastaniya entropii bili vklyucheni bez dostatochnikh na to osnovanij printsipi suschestvovaniya i odnoznachnosti entropii. V rezul'tate suschestvovanie entropii pri fenomenologicheskom izlozhenii termodinamiki okazalos' otnesennim ko vtoromu zakonu (i chastichno k pervomu), pri statisticheskom izlozhenii -- k pervomu zakonu termodinamiki. Issledovaniyu i ustraneniyu etogo protivorechiya posvyaschena dannaya kniga. V nej privodyatsya svedeniya o protivorechiyakh fenomenologicheskoj termodinamiki pri traditsionnom ee izlozhenii, predstavleno najdennoe avtorom reshenie problemi kak suschestvovaniya, tak i odnoznachnosti entropii. Teorema Karno, postulati Klauziusa i Tomsona, postulat o neosuschestvimosti vechnogo dvigatelya vtorogo roda v otnoshenii ravnovesnikh protsessov otnosyatsya k sledstviyam pervogo zakona. Dejstvie vtorogo zakona ogranichivaetsya neravnovesnimi protsessami. Ogranichena i neobratimost' "streli vremeni" Eddingtona. Entropiya i termodinamicheskaya temperatura suschestvuyut vo Vselennoj vezde tam, gde suschestvuet ikh osnovanie -- pervij zakon termodinamiki, nezavisimo ot sferi dejstviya vtorogo zakona termodinamiki.

Issledovaniyam, izlozhennim v knige, sodejstvovali ser'eznie kriticheskie zamechaniya so storoni termodinamicheskoj shkoli MEI -- kafedr Inzhenernoj teplofiziki i Teoreticheskikh osnov teplotekhniki, v chastnosti, professorov A.A.Aleksandrova i A.M.Semenova; bez knigi professora V.V.Sicheva "Slozhnie termodinamicheskie sistemi" nastoyaschaya rabota ne bila bi zakonchena.

Avtor

Ob avtore
Vsevolod Yur'evich VOSKRESENSKIJ

Professor kafedri kholodil'nikh sistem i tekhnologij Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta tekhnologij i upravleniya, kandidat tekhnicheskikh nauk. Vipusknik Moskovskogo energeticheskogo instituta, kafedri inzhenernoj teplofiziki. Osnovnie nauchnie napravleniya -- issledovaniya osnov termodinamiki, eksperimental'nie issledovaniya teplo- i elektroprovodnosti i stepeni chernoti metallov pri visokikh temperaturakh, teploprovodnosti i teploemkosti plasticheskikh materialov, infrakrasnoj sushki visokovlazhnikh materialov, razrabotka uchebnogo testirovaniya s primeneniem li-voprosov. Avtor bolee sta pechatnikh publikatsij, v tom chisle monografii "Visokotemperaturnie issledovaniya teplo- i elektroprovodnosti tverdikh tel"(soavtor), uchebnogo posobiya "Kratkij kurs tekhnicheskoj termodinamiki", avtorskikh svidetel'stva na izobreteniya.