Теплова смерть Всесвіту
Відповідно до другого початку термодинаміки, якщо в ізольованій системі мають місце незворотні процеси, то ентропія такої системи може тільки зростати. Реальні процеси, як свідчить досвід, є незворотними. Вони супроводжуються мимовільним перетворенням енергії в теплоту (розсіювання енергії). При цьому внаслідок теплообміну температури тіл вирівнюються. Такі процеси йдуть відповідно до закону збереження енергії і з законом зростання ентропії. Це дало підставу Клаузиусу стверджувати: енергія світу залишається постійною, ентропія Всесвіту прагне до максимуму.
З твердження Клаузиуса випливає, що з часом всі види енергії у Всесвіті перетворюються в енергію теплових рухів, а остання внаслідок теплообміну перерозподіляється між тілами. Ця обставина призводить до того, що на всіх ділянках світу встановлюється однакова температура. Всесвіт при цьому приходить в стан рівноваги, її енергія повністю складається з енергії теплового руху. У такому стані в системі немає місця перетворенням енергії теплового руху в інші види енергії, як і немає причин, що викликають в системі ті чи інші процеси.
Повсюдне рівність температур унеможливлює перетворення теплоти в роботу, оскільки для роботи теплової машини абсолютно необхідна наявність тіл з різною температурою (нагрівач і холодильник). Клаузіус назвав такий стан Всесвіту “теплової смертю”.
Помилковість висновку про “теплової смерті Всесвіту” пов’язана з поширенням другого початку термодинаміки, справедливого для систем кінцевих розмірів, на весь Всесвіт, яка цій умові не задовольняє. До Всесвіту в цілому незастосовні такі поняття як “ізольована система”, “рівноважний стан”. Зокрема, Всесвіт як система не прагне до якогось стану, який був би для неї більш рівноважним, ніж те, в якому вона вже знаходиться. Таким чином, узагальнення, зроблене Клаузиусом, слід визнати незаконним.
Related posts:
- Температура та теплова рівновага системи Поняття температури тісно пов’язане з поняттям теплового рівноваги. Якщо два тіла різної температури привести в зіткнення, то, як показує досвід, між ними буде відбуватися теплообмін – процес передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, що супроводжується змінами ряду фізичних параметрів. Через деякий час зміна макроскопічних параметрів тел припиняється, тобто тіла приходять у стан […]...
- Теплова рівновага Фундаментальний постулат, який випливає з численних дослідних даних, свідчить: який би не був початковий стан тіл ізольованої системи, з часом у ній встановлюється теплова рівновага. Таким чином, теплова рівновага – це стан, в який будь-яка система, ізольована від навколишнього середовища, мимоволі переходить через досить великий проміжок часу. Температура якраз і є величиною, що характеризує стан […]...
- Чи буде розширення Всесвіту тривати нескінченно? Теоретично існує три можливих сценарії майбутнього розвитку Всесвіту. По-перше, сила тяжіння може зупинити в якийсь момент розширення, а потім повернути його назад. В цьому випадку Всесвіт знову схлопнется в точку і все скінчиться так званим Великим Стисненням. При іншому можливому ході розвитку подій розширення сповільниться, але триватиме, і для повної зупинки потрібно нескінченне час. Згідно […]...
- Відмінність кількості теплоти і роботи Кількість теплоти – це міра зміни внутрішньої енергії, яку тіло отримує (або віддає) в ході теплообміну. У міжнародній системі одиницею кількості теплоти, також як роботи і енергії, прийнятий джоуль: [Q] = [A] = [E] = 1 Дж. На практиці так само вживають внесистемную одиниця кількості теплоти – калорія. 1 кал. = 4,2 Дж. Відмінність кількості […]...
- Теплова рівновага – коротко Щодня ви маєте справу з тілами, що перебувають в різних станах, які характеризуються певними параметрами. Наприклад, макроскопічні системи: шматок льоду, принесений в кімнату взимку, і повітря в кімнаті мають різну температуру. Через деякий час в результаті теплообміну між льодом і повітрям температура льоду підвищиться, а повітря дещо знизиться, лід розтане, що утворилася з нього вода […]...
- Походження і еволюція Всесвіту: теорія Великого вибуху У науковому світі прийнято вважати, що Всесвіт виник в результаті Великого вибуху. Будується дана теорія на тому, що енергія і матерія (основи всього сущого) раніше перебували в стані сингулярності. Цей стан, у свою чергу, характеризується нескінченністю: Температури; Густини; Тиску. Стан сингулярності сам по собі відкидає всі відомі сучасному світу закони фізики. Вчені вважають, що Всесвіт […]...
- Теплова (термодинамічна) рівновага Ядро термодинаміки складають чотири закони (або, як їх інакше називають, почала): нульовий, перший, другий і третій. Щодня ви маєте справу з тілами, що знаходяться в різних станах, які характеризуються певними параметрами. Наприклад, макроскопічні системи – шматок льоду, принесений в кімнату взимку, і повітря в кімнаті – мають різну температуру. Через деякий час в результаті теплообміну […]...
- Теорії походження Всесвіту Людям завжди було цікаво знати один складний відповідь на просте запитання. Як же все починалося і як це ми докотилися до того, що є? Іншими словами – як народилася Всесвіт? Отже, ось вони – різні версії і моделі походження Всесвіту. Креаціонізм: все створив Господь Бог Серед всіх теорій про походження Всесвіту ця з’явилася найпершою. Дуже […]...
- Еволюція Всесвіту. Сучасні космологічні моделі У класичній науці панувала теорія стаціонарного Всесвіту: вона завжди була майже такою ж, як зараз. Сучасні космологічні моделі Всесвіту базуються на загальній теорії відносності Ейнштейна, згідно з якою метрика простору і часу визначається розподілом гравітаційних мас у Всесвіті, властивості якої обумовлені насамперед середньою щільністю матерії. Сучасна космологія будує моделі Всесвіту виходячи з рівняння тяжіння із […]...
- Які розміри Всесвіту? “Ніхто не обійме неосяжного!”. Даний афоризм Козьми Пруткова в “Плоди роздуми” (1854) зустрічається 5 разів (№№ 3; 44; 67; 104; 160), стаючи щораз все більш і більш виразним, і завершує всі збори думок і афоризмів. Сучасні вчені поки не мають у своєму розпорядженні достатній рівень знань і технічних засобів, які б дозволили хоча б приблизно […]...
- Теплова дія електричного струму Практичне використання електрики базується на трьох основних діях, які з’являються при роботі електричного струму: тепловому, електромагнітному і хімічному. Кожному цьому явищу властиві свої певні принципи. Давайте з Вами зупинимося на одному з них і розберемо його більш докладніше, і це буде теплове дію електричного струму. Негативним заряджених частинок, які прийнято називати електронами, протікаючи через певну […]...
- Моделі Всесвіту Від найдрібніших пилинок і атомів до величезних скупчень речовини – зоряних світів і зоряних систем – це все Всесвіт. Пізнання Всесвіту в цілому складається, перш за все, у все більш глибокому вивченні її складових частин. Цей важкий процес охоплює все більш і більш широкі області явищ, ніколи не вичерпуючи до кінця всіх форм руху і […]...
- Вивчення Всесвіту: від Коперника до наших днів Питання 1. Як усвідомлювали Всесвіт древні люди? Довгий час центром Всесвіту вважалася Земля. Стародавні індійці вважали, що Земля пласка і спирається на спини гігантських слонів, які, у свою чергу, покояться на черепасі. Величезна черепаха стоїть на змії, яка уособлює небо і як би замикає земний простір. Інший бачилася Всесвіт народам, які живуть на берегах річок […]...
- Розширення Всесвіту Аж до початку минулого століття існувало дві точки зору на походження Всесвіту. Ті вчені, хто дотримувався природничо-наукових поглядів на устрій світу, вважали, що Всесвіт вічна і незмінна. Богослови ж говорили, що Світ створений і в нього буде кінець. Двадцяте століття, значною мірою змінив багато наукові уявлення, дозволив по-іншому поглянути і на походження Всесвіту. Спочатку було […]...
- Теплова машина Карно Спочатку дослідження в області термодинаміки – науки, що вивчає перетворення енергії в тепло і роботу, – в основному концентрувалися на функціонуванні двигунів і на те, як в них використовується паливо (наприклад, вугілля). “Батьком термодинаміки” частіше за інших називають Сади Карно – завдяки його праці “Роздуми про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю […]...
- Народження Всесвіту Народження Всесвіту завжди цікавило людство. І ось астрономи виявили найдавніші відгомони Великого вибуху, підтверджуючи гіпотезу десятиліть, що описує надшвидке розширення Всесвіту під час її зародження. Результати забезпечують дослідників даними вимірювання на майже той момент, коли космічне розширення почалося. Лауреат Нобелівської премії фізик з Массачусетського технологічного інституту зазначив це як абсолютне найбільше відкриття в космології і […]...
- Походження Всесвіту Питання про існування Всесвіту став всерйоз розглядатися вченими лише близько двох століть тому. Раніше всі спроби вчених, які намагалися спростувати точку зору церкви, в більшості випадків закінчувалися для перших плачевно. Коли ж з’явилася можливість висловлювати свою думку, не боячись опинитися на багатті, виникли відразу кілька суперечать релігії теорій. На початку XVIII століття шведський вчений Емануель […]...
- Виникнення і еволюція Всесвіту Виникнення і еволюція Всесвіту – результат фактора інформації Інформація (психічна енергія) – є тонка матерія не зникають, миттєво передається через субстанцію фізичного вакууму, не є енергією, між об’єктами, розташованих в різних точках, а також – події, що відбуваються в часі. Інформація пов’язує всі об’єкти у Всесвіті: частинки, атоми, молекули, організми, людину, психічна енергія (емоції), мислеформи […]...
- Космологія і походження Всесвіту Проблема пристрою спостережуваного нами зовнішнього світу завжди була для людства однією з найцікавіших. З найдавніших часів люди жадали зрозуміти, чому існують зірки і планети, як вони рухаються і в чому причина цього руху, скільки зірок на небі і чому ми їх бачимо і бачимо ми всі об’єкти Всесвіту, чи є об’єкти, які ми не бачимо, […]...
- Кількість теплоти – формула Всі ми знаємо, що змінити внутрішню енергію можна за допомогою теплообміну (теплопередачі). Даний процес відбувається завдяки передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого без учинення роботи. У той час, коли в результаті теплообміну, тіло змінило свою енергію, кажуть, що воно отримало деяку кількість теплоти. Якщо тіло отримує тепло, то кількість теплоти і зміна […]...
- Гіпотези про утворення Всесвіту Ви напевно задавалися питанням, як утворився Всесвіт і чи буде вона існувати вічно. Ця проблема хвилювала людство завжди, але до сих пір абсолютно точної відповіді на неї не знає ніхто. Існує тільки кілька гіпотез, моделей, кожна з яких має своїх прихильників і супротивників. У 1915 р А. Ейнштейн створив загальну теорію відносності, що описує властивості […]...
- Перенесення тепла: калорія, питома теплоємність З точки зору фізики теплота – це енергія, яка переноситься від фізичних тіл з більш високою температурою до тіл з більш низькою температурою (вимірюється в джоулях). З молекулярної точки зору теплоту можна охарактеризувати, як міру енергії руху молекул усередині фізичного тіла. Якщо ця енергія не буде залишати межі тіла, то воно не буде втрачати температуру. […]...
- Одиниці виміру Всесвіту Багаторічні дослідження дозволили людству скласти уявлення про будову Всесвіту і знаходяться в ній об’єктах і встановити місце, яке займає в ній наша Земля. Величезні, в порівнянні зі звичними для нас, відстані, що розділяють зірки і галактики, а також швидкості руху багатьох космічних об’єктів привели до переконання, що Всесвіт в цілому має якості, з якими нам […]...
- Узгодженість матеріального Всесвіту Вакуум в фізиці має певне поняття – повної порожнечі в просторі. У космологічної науці має значення, як відсутність в космічному просторі будь-якої матерії. У XIX столітті фізики виявили в космічному просторі невидимі поля і назвали їх “ефіром”. У космологічної науці стали називати невидимі поля і всі частинки в космічному просторі – фізичним вакуумом. Після відкриття […]...
- Чим відрізняється галактика від всесвіту? “… Нескінченно можна дивитися на три речі: на вогонь, воду і зоряне небо”. Це класичне твердження відноситься до розряду аксіом і не вимагає доказів. Але якщо вода і вогонь викликають у людей в різних ситуаціях різні емоції, то при вигляді величезного зоряного шатра у всіх виникають, як правило, одні і ті ж почуття – захоплення, […]...
- Походження Всесвіту [Виникнення, Утворення, Поява] Успіхи теорії елементарних частинок дозволили розробити “сценарій” подій, що відбувалися в перші миті існування Всесвіту. Термін “сценарій” з’явився порівняно недавно. Він означає, що проводиться якісний аналіз можливих наслідків прийнятих вихідних положень і порівняння їх із спостереженнями. Така процедура дуже важлива, оскільки дозволяє на ранньому етапі розробки найскладніших теорій заздалегідь спростувати невірні варіанти. Теорія утворення Всесвіту […]...
- Який розмір Всесвіту? Для людини просто неможливо уявити справжніх розмірів Всесвіту. Ми не тільки не знаємо, наскільки вона велика, але нам навіть важко уявити, наскільки вона може сягати. Якщо ми почнемо віддалятися від Землі, ми зрозуміємо, чому це так. Земля – це маленька частинка Сонячної системи. У Сонячну систему входять Сонце, планети, які обертаються навколо Сонця, астероїди, які […]...
- Темна енергія Темна енергія – цей термін вперше з’явився в космології, і означає гіпотетичну форму енергії, яка має негативний тиск і рівномірно заповнює простір всього Всесвіту. З загальної теорії відносності гравітація не тільки залежить маси, але також має залежність від тиску, прічм негативний тиск повинно викликати відштовхування або антигравітацію. Виходячи з останніх даних, які підтверджують прискорене розширення […]...
- Галактики на краю видимого Всесвіту Підтвердженням вищесказаного є дані спостерігання далеких галактик (з червоними зсувами, скажімо, z> 1). Астрономічні спостереження показують, що властивості цих галактик характерні для дуже молодих зоряних систем, в яких щойно закінчився, ще триває або навіть ще тільки починається процес утворення більшості зірок. Особливо наочні дані отримані при вивченні “Хаббловском глибокого поля (Hubble Deep Field, HDF)” – […]...
- Сценарій формування великомасштабної структури Всесвіту Теорія Ліфшиця, розглянута в попередньому пункті, говорить тільки про початкову стадію посилення неоднорідності в розширення Всесвіту. З іншого боку, в даний час досить добре вивчений процес утворення зірок. Але проміжні стадії утворення структури досі залишаються незрозумілими. Це вважається головною проблемою сучасної космології. Тим не менш, за останні десятиліття було зроблено великий крок вперед у розумінні […]...
- Фрідмановська модель Всесвіту Для того, щоб зрозуміти, як розширення Всесвіту відбуватиметься в далекому майбутньому, розглянемо наступний приклад. З поверхні планети радіуса r і маси M запущена ракета з початковою швидкістю v. Тяжіння до планети гальмує рух ракети. Якщо швидкість ракети менше швидкості втечі (другої космічної швидкості), рівної То в деякий момент часу сила тяжіння зупинить ракету, після чого […]...
- Реліктове випромінювання Всесвіту Астрономічні спостереження показують, що, крім окремих джерел випромінювання у вигляді зірок і галактик, у Всесвіті є випромінювання, неподілюваний на окремі джерела – фонове випромінювання. Воно спостерігається у всіх діапазонах електромагнітного спектру. В основному фонове випромінювання є сума світіння різних джерел (галактик, квазарів, міжгалактичного газу), настільки далеких, що сучасні засоби астрономічних спостережень поки не можуть розділити […]...
- Як працює теплова електростанція (ТЕЦ)? У цієї парової турбіни добре видно лопатки робочих коліс. Теплова електростанція (ТЕЦ) використовує енергію, вивільняється при спалюванні органічного палива – вугілля, нафти і природного газу – для перетворення води в пару високого тиску. Цей пар, що має тиск близько 240 кілограмів на квадратний сантиметр і температуру 524 ° С (1000 ° F), приводить в обертання […]...
- Що було до Великого Вибуху? В результаті Великого Вибуху виникла не тільки речовина і енергія, але також простір і час. Тому який сенс шукати відповіді на запитання про час до Великого Вибуху? Однак зараз все більше космологів і фізиків намагаються відповісти на це питання. В одній з теорій стверджується, що наш Всесвіт народився в результаті стиснення (колапсу) попередньої всесвіту. Відповідно […]...
- Еквівалентність теплоти і роботи Перший закон термодинаміки відображає той факт, що внутрішня енергія системи може бути змінена як у процесі здійснення роботи, так і в результаті теплопередачі. Робота і кількість теплоти є заходами зміни внутрішньої енергії системи при різних процесах. Очевидно, що внутрішня енергія системи може бути змінена на одне і те ж значення тільки при передачі їй деякої […]...
- Теплова машина – коротко Теплова машина – це система, яка може перетворити тепло в роботу або ж навпаки, робить роботу для отримання тепла. Існує два основних види теплових машин: 1. Системи, здатні перетворювати тепло в роботу. Такі системи називаються тепловими двигунами. Дані теплові машини лежать в основі двигунів на автомобілях. Щоб машина їхала, двигун повинен здійснювати роботу. Для здійснення […]...
- Теплова рівновага і температура У побуті температура є неоднозначною величиною. Її ми визначаємо тільки з точки зору “холодно-тепло”. Більш того, тактильні відчуття можуть відрізнятися в залежності від типу матеріалу. Наприклад, в одній і тій же кімнаті при однакових умовах метал буде здаватися холодніше, ніж дерево. Якщо опустити одну руку в холодну воду, а другу в теплу, буде відразу зрозуміло, […]...
- Механічна енергія Енергія є мірою руху і взаємодії будь-яких об’єктів в природі. Є різні форми енергії: механічна, теплова, електромагнітна, ядерна… Досвід показує, що енергія не з’являється нізвідки і не зникає безслідно, вона лише переходить з однієї форми в іншу. Це сама загальне формулювання закону збереження енергії. Кожен вид енергії являє собою деяке математичне вираження. Закон збереження енергії […]...
- Коли механічна енергія зберігається? При падінні каменю його потенційна енергія зменшується. Але при цьому швидкість каменю збільшується, а значить, збільшується і кінетична енергія каменю. При русі ж каменя, кинутого вгору, його потенційна енергія збільшується, але зменшується кінетична енергія. Таким чином, кінетична енергія може перетворюватися в потенційну, і назад. Досліди і розрахунки показують, що якщо між тілами системи діють тільки […]...
- Яка модель відповідає реальному Всесвіту? Хоча фрідмановська модель сильно відрізняються один від одного і з геометрії, і по динаміці, у них багато спільних властивостей: однорідність, ізотропія, розширення, наявність червоного зсуву в спектрах галактик, наявність горизонту видимості у Всесвіті. З спостережної точки зору, відмінності просторів моделей I-IV істотні при дослідженні тільки дуже далеких об’єктів. Але наявна в розпорядженні вчених техніка ще […]...