Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата

Таким образом , при достижении равновесия достигается условие:

F=0 (4.2) из которого, согласно (4.1) следует:

U = Smax T (4.3)

или:
|Smax =|U | | |(4.4) |
| |T | | | |

Преобразуем выражение (4.1), поделив левую и правую части уравнения на Т:
|U |= |F |+ S |(4.5) |
|T | |T | | |

Подставляя (4.4) в (4.5) и перенося член S в левую часть с противоположным знаком, получаем :
|Smax – S= |F | | |(4.6) |
| |T | | | |

Для дальнейшего рассмотрения к входящему в выражение члену S добавим индекс r, имея в виду, что Sr – это та реальная энтропия, внутренняя энергия которой определяется выражением (4.1).

Учитывая, что в соответствии с соотношением (1.4)

S = K H (4.7) приведем выражение (4.6) к виду:
|F |= |K ( Hmax – Hr ) |(4.8) |
|T | | | |

где К – постоянная Больцмана;

Нтах – максимальная информационная энтропия ;

Нr – реальная информационная энтропия .

Сопоставляя (4.8) с ранее полученным выражением (2.7) получаем :
|F |= |K( IS |(4.8) |
|T | | | |

Полученное соотношение свидетельствует о том, что при неизменном значении температуры Т свободная часть внутренней энергии F зависит только от количества сохраняемой системой структурной информации ( IS.

Другими словами, свободная энтропия F – это часть энергии, которая расходуется на определяющие структурную организацию системы межэлементной связи.

Г.Гельмгольц назвал эту часть внутренней энергии «свободной энергией» имея в виду, что эту энергию, в отличие от составляющей внутренней энергии
ST , можно «освободить» для той или иной полезной работы. Такое
«освобождение» осуществляется путем разрушения внутренних связей, определяющих структуру используемых для этой цели систем: сжигания органических веществ (нефти, угля), разрушения атомов или атомных ядер и т.п.

Введем понятие потенциального коэффициента полезного действия ?, показывающего, какая часть внутренней энергии может быть, в принципе, использована для полезной работы:
|? = |F | |(4.10) |
| |U | | |

С учетом (4.4) и (4.9) выражение (4.10) приводится к виду :
|? = |(IS | |(4.10) |
| |Hmax | | |

Сопоставляя (4.11) с выражением (3.24), приходим к выводу, что потенциальный КПД ? равен коэффициенту избыточности R.

Рассмотрим два крайних состояния систем, одному из которых соответствуют условия ( IS = 0 (состояние равновесия), а другому – ( IS =
Нmax (жесткая детерминация) .

В соответствии с выражением (4.11) в состоянии равновесия ? = 0
(поскольку вся внутренняя энергия в этом случае оказывается не «свободной», а «связанной», т.к. F = 0, a U = Smax T).

При жесткой детерминации (( IS = Нmax) в соответствии с (4.11), ? =
1.

Это условие означает, что вся внутренняя энергия расходуется только на сохранение межэлементных структурных связей, поэтому структура такой системы останется неизменной (жестко детерминированной ) до тех пор, пока система не разрушится под влиянием изменившихся условий внешней среды.

При неизменных внешних условиях и при ? = 1 осуществляется «вечное движение», примером которого может служить жестко детерминированное движение небесных светил и планет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат сила, культурология как наука.





Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата