Тема форума: «Что такое жизнь в широком смысле?»

>современная наука расширила понятие энтропии, распространив её на системы любой физической, биологической и социальной природы. Так не бывает с корректными понятиями. Должны быть четко оговорены граничные условия применения. Понятие "порядок-беспорядок", вынесенное из термодинамического контекста, перестает быть применимым. То, что при одних условиях можно обозвать порядком при другом взгляде на вещи можно трактовать как беспорядок. Все это всегда будет приводит к разнопониманиям и пустым спорам о словах.

Насчёт корректности ничего не скажу, может где-то есть обоснование, если найду -сообщу. А понятия "порядок-беспрядок" в эпоху чистого термодинамического толкования энтропии не существовало, вообще не было физического смысла формулы Клаузиуса - её приняли как удобное математическое соотношение для оценки "качества" тепловой энергии.
А вот Больцман подошёл к анализу этого выраженияс со всей серьёзностью с точки зрения статистической физики и молекулярно-кинетической теории вещества того времени на основе исследований Максвелла (1875). Для защиты своих результатов он выдержал большой бой с коллегами того времени - Пуанкаре, Лошмидт, Цермело и др. Его обвинили даже за защиту гипотезы атомарного строения вещества. Его заслуги окончательно признали лищь после смерти и формула
S=k*logW
высечена на его надгробной плите, даже при Эйнштейне считали её равносильной по значимости уравнению E=m*c (exp 2).
Вскоре и чётко выяснили физический смысл W - вероятности термодинамического равновесного состояния системы (Свитков Л.П. "Термодинамика и молекулярная физика").
Она оказалось равной "числу микросостояний, которые возможны в рассматриваемом макросостоянии". Существует даже формула для её вычисленимя:
W=n!/N!(n-N)!,
где N - число молекул в системе, n - число свободных "ячеек", которые могут занять эти молекулы в данной ТД системе (n >>N). В отличии от математической вероятности P, число W >1 и растёт с ростом числа молекул в системе.
Эти формулы пригодны только для необратимых процессов, то есть с большим чилом n и позволяют рассматривать второе начало как статистический закон. Такой вывод оказался имеющим мировоззренческое значение, так как второе начало теперь стало трактоваться так: "В изолированной системе возрастание энтропии наболее вероятно"- то есть не исключается незначительные флуктуации S относительно некоторого равновесного значения с возможностью уменьшения (признак самоупорядочивания). Это свойство позволило доказать непротиворечие самоорганизующихся процессов (жизни) второму началу ТД в вероятностном понимании.

>современная наука расширила понятие энтропии, распространив её на системы любой физической, биологической и социальной природы. Вообще не понятно, зачем пытаться использовать слово, предназначенное для характеристики равновесного состояния системы (обратимые процессы с возможностью установления равновесия) - для более широкого использования там, где нет равновесных состояний и развитие необратимо. Наверное, для эффектности.Чтобы не вести здесь спор о словах, давай, nederof, ты сделай конкретные утверждения, что считаешь нужным по теме и тогда можно будет говорить о чем-то определенном

Что касается этой проблемы, то есть экстраполяция статистических законов ТД на системы другой природы, то, я повторяю, не видно пока достаточного обоснования.
Сказано, что Формула для W пригодна для большого числа молекул, а если не-ТД система имеет много элементов N, то она тоже становится вероятностной, например, живой организм с большим числом молекул. В литературе есть сведения о том, что при такой экстраполяции W рассматривается как "число способов получения данного состояния", и если оно велико при (n>>N), , то состояние не-ТД системы тоже считается вероятностным.

Сказано, что Формула для W пригодна для большого числа молекул, а если не-ТД система имеет много элементов n, то она тоже становится вероятностной, например, живой организм с большим числом молекул. В литературе есть сведения о том, что при такой экстраполяции W рассматривается как "число способов получения данного состояния", и если оно велико при (n>>N), , то состояние не-ТД системы тоже считается вероятностным.

Ага, c взглядом изнутри растения бы начинает прояснятся. Если я правильно понял, растение можно рассматривать как набор составляющих его молекул, так nederof? Тогда Больцмановская энтропия имеет место быть

Но тогда непонятно почему она должна обязательно возрастать, да еще ажно до тепловой смерти (хотел бы я себе представить растение в таком виде).

Представим себе что я Господь Бог, беру одно растение, раздракониваю его на молекулы и перетираю Божественным Пестиком в Священной Ступке таким образом, что бы молекулы распределились максимально хаотично. Цель - достигнуть максимума энтропии. Учитывая что я всемогущ и вездесущ, я это проделываю таким Неисповедимым образом что таки достигаю поставленную цель Полученную смесь, я оставляю в покое и изолирую. Внимание вопрос: что с ней станет дальше?

Вот,nan, вроде химик (если не путаю), может подскажет, но я очень бодро представляю, что в этой смеси начнуться химические реакции и она переползет в некое макросостояние. Сами молекулы изменились, изменилось и их кол-во. Ну и как предлагается найти изменение энтропии, на основе молекул? => Мысль о неизбежном возрастании энтропии внутри растения нуждается в обосновании и очевидной не является.

Я бы сказал, что там где идут вовсю химические реакции, молекулы не очень-то подходят на роль "кирпичиков" для макросостояния. Где грабли?

2 nederof

А про солнечный свет пояснение будет или ты махнул рукой?

автор: Nudnyj сообщение 12970

А про солнечный свет пояснение будет или ты махнул рукой? Авторизован

Nudnyj, ты большой оригинал, кладезь таких же мыслей. Почему ты прицепился к растениям, может ты агроном, селекционер? Проделать такой эксперимент с растиранием в ступе никто бы бльше не догадался.
Насчёт солнечного света ты правильно сообразил - часть её действительно переходит в энергию химических связей в клетках растения, другая часть рассеивается в атмосферу. Что произойдёт со связанной эгергией? Она тоже со временем возвращается во внешнюю среду уже в обесцененном рассеянном виде. Как это поизойдёт - догадайся сам, твоей дотошности для этого хватит думаю.
В результате растение возвращает во внешнюю среду энтропии больше, чем от нё получает, вознкает негэнтропия.
А то, что ты вычитал о том, что "солнечный свет - отрицательная энтропия" (у Шрёдингера?), то это скорее ошибка перевода. Энергия не может быть энтропией, может только нести энтрпию. Солнечный свет явно имеет низкую энтропию, так как плотность энергии и её температура достаточно высоки. В растениях она участвует в повышении структурного порядка (синтезируются молекулы хлорофила), значит и понижения структурной энтропии. Поэтому и в конечном счёте свет есть источник возникновения негэнтропии в растениях.

Проделать такой эксперимент с растиранием в ступе никто бы бльше не догадался.

Не нравиться - не надо. Я был бы больше рад, если бы ты конструктивое что-нибудь взамен предолжил, ну да видимо не судьба.

Почему ты прицепился к растениям, может ты агроном, селекционер?

Нет я не агроном. Просто это для меня самый подозрительный момент и хотелось бы разобраться. Мотивацию я уже объяснял в предыдуших постах.

Как это поизойдёт - догадайся сам, твоей дотошности для этого хватит думаю.

Это ты меня сейчас в пеший эротический тур отправил? Премного благодарен. Если бы мог догадаться, не спрашивал бы.

А то, что ты вычитал о том, что "солнечный свет - отрицательная энтропия" (у Шрёдингера?), то это скорее ошибка перевода. Энергия не может быть энтропией, может только нести энтрпию.

Ну он источник отрицательной энтропии по Шредингеру. По предыдущим постам ты наверное догадался, что я в курсе как вводится энтропия, зачем к словам цепляться?

Насчёт солнечного света ты правильно сообразил - часть её действительно переходит в энергию химических связей в клетках растения, другая часть рассеивается в атмосферу. Что произойдёт со связанной эгергией? Она тоже со временем возвращается во внешнюю среду уже в обесцененном рассеянном виде. ... Солнечный свет явно имеет низкую энтропию, так как плотность энергии и её температура достаточно высоки. В растениях она участвует в повышении структурного порядка (синтезируются молекулы хлорофила), значит и понижения структурной энтропии. Поэтому и в конечном счёте свет есть источник возникновения негэнтропии в растениях.

Да я на все лады и со всех сторон толкую, что это НЕОЧЕВИДО, и прошу тебя каким-нибудь способом пояснить, привожу возражения, а ты их просто не замечаешь. Так я никогда не пойму. Вот и сейчас ты весьма вольно перешел от термодинамики к Больцману и обратно к термодинамике, безо всяких пояснений. Не менее вольно распорядился и энергией химических связей, мол она вернется во внешнюю среду уже в обесценненом рассеяном виде. А собственно откуда такая увереность? Или я должен просто поверить в это, как некое откровение?

Если у тебя сложилось впечатление, что я хочу тебя в чем-то убедить, то это не так. Я хочу разобраться для себя как Шредингеру удалось все свести к энтропии (растения как самый непонятный случай). Ты обмолвился, что с растениями ты как раз понимаешь. Ну я (с дуру) обрадовался, и начал выуживать из тебя это понимание, задавая вопросы, приводя появляющиеся возражения, вот ажно мысленный эксперимент предлжил. Толку - ноль Я уже даже и не надеюсь ни на что, опять разговор двух радиоточек ... жаль.

Да я на все лады и со всех сторон толкую, что это НЕОЧЕВИДО, и прошу тебя каким-нибудь способом пояснить, привожу возражения, а ты их просто не замечаешь. Так я никогда не пойму. Вот и сейчас ты весьма вольно перешел от термодинамики к Больцману и обратно к термодинамике, безо всяких пояснений. Не менее вольно распорядился и энергией химических связей, мол она вернется во внешнюю среду уже в обесценненом рассеяном виде. А собственно откуда такая увереность? Или я должен просто поверить в это, как некое откровение?

Слава богу, по этой теме у нас с тобой есть хоть какое-то взаимопонимание.
Вопрос для выяснения: что значит твое замечание "Вот и сейчас ты весьма вольно перешел от термодинамики к Больцману и обратно к термодинамике, безо всяких пояснений"? Ты считаешь это разные термодинамики? Термодинамика одна, есть только разные формы словесного выражения и разные аспекты взгляда на нё - особенно на второе начало. При этом формулирвки Клаузиуса и Кельвина эквивалентны, но недостаточно глубоки в теоретиском плане. Это вызвало и продолжает вызывать ложное противоречие второго начала самопроизвольному появлению жизни. Разные мистики и религия это ловко используют в пользу противоестественных сил и Творца-бога. Я Творца признаю, но в лице самой Природы, Вселенной.
Термодинамика Больцмана есть углубление (постановка "на ноги") классических представлений указанных корифеев термодинамики на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества. О чём тогда корифеи не ведали, Максвелла ещё не было.
Поэтому для анализа природных процессов надо пользоваться научным определением второго начала по Больцману, иначе опять можно придти к старым "псевдопротиворечиям" при анализе жизненных процессов.

Относительно возврата энергии химических связей - эта энергия возвращается во внешнюю среду, но уже в обесцененном (рассеянном) виде. Как? Очень просто придумали растения - они отторгают отмершие ткани и старые листья (листопад), а те загнивая в результате биохимического разложения тех ранее синтезированных соединений выделяют тепло. Это тепло рассеивается в атмосферу.
Итог: при органическом разложении возрастает как структурная энтропия, так и энтропия тепловой энергии, так как она рассеивается, температура её ниже чем первичная солнечная. Возвращаемая растением суммарная энтропия всех видов выше, чем поступающая в него. Согласен?

Если у тебя сложилось впечатление, что я хочу тебя в чем-то убедить, то это не так. Я хочу разобраться для себя как Шредингеру удалось все свести к энтропии (растения как самый непонятный случай). Ты обмолвился, что с растениями ты как раз понимаешь. Ну я (с дуру) обрадовался, и начал выуживать из тебя это понимание, задавая вопросы, приводя появляющиеся возражения, вот ажно мысленный эксперимент предлжил. Толку - ноль Я уже даже и не надеюсь ни на что, опять разговор двух радиоточек ... жаль.

Я не бось убеждений, если они логически обоснованы, экспериментально или на практике подтверждаются. А насчёт растирки растений начал правильно, но этот опыт тупиковый - тебе пришлось бы их растирать до молекулярного и атомарного состояния составляющих растение веществ - очень долго! И ждать, что дальше будет - не будет ли реакций восстановления порядка? Новая жизнь конечно не возникнет, но я полагаю, что некоторые простые органические соединения при наличии условий могут образоваться. Согласно формулировке Больцмана допускается маловероятная флуктуация энтропии в сторону её самопроизвольного снижения, а это оставляет шанс на возникновение островков некоторой упорядоченности в океане Хаоса. Возможно, этим воспользовались первые органические соединения на земле и в Космосе (в метеоритах найдены следы органики).

Давайте выясним самое главное: зачем вообще нужно использовать все эти разные понятия энтропии при рассуждениях о "зарождении жизни"? При том, что на вопрос темы так и не возникло определение: Что такое жизнь? Т.к. здесь приверженцем такого использования выступает nederof, то с него обязательный ответ в конкретной формулировке. Т.е. что именно дает это понятие, что именно оно призвано сделать в описании явления жизнь. Безусловно, чтобы постановка вопроса не была мистическая, он должен обрисовать и сам контекст: что такое жизнь, в котором будет иметь смысл и использование понятия энтропия.

А пока ждемс такого прояснения непоняток, сделаю попутно несколько замечаний, возникающих при чтении последних постов nederof.

"формулирвки Клаузиуса и Кельвина эквивалентны, но недостаточно глубоки в теоретиском плане. Это вызвало и продолжает вызывать ложное противоречие второго начала самопроизвольному появлению жизни.... опять можно придти к старым "псевдопротиворечиям" при анализе жизненных процессов"

т.е. это подтверждает правомерность заданного вопроса :) Хотя противоречия я не вижу. Почему это какие бы то ни было формулировки чисто описательной абстракции "энтропия" создает трудности в понимания процесса самоорганизации. Тот же приводимый nederof Пригожин (Порядок из хаоса Илья Пригожин Изабелла Стенгерс) показывает на множестве примеров диссипативных процессов - уже другой абстракции (которую, конечно, так же можно связать с энтропией в силу ее очень широкого использования).

Возьмем чисто термодинамическую систему: водяной пар при температуре-давлениии таких, что он находится в одномолекулярном состоянии. Понижаем температуру пока не возникнет конленсация в виде капелек тумана. Произвольно выделяем одлать одной капельки и говорим: е-мае! энтропия системы (локального выделения) стала близкой к нулю! Произошло упорядочивание из миллиардов объектов - в один! На лицо самоорганизация ничем по своему принципу не отличающаяся от самоорганизации жизни. Особенно если принять главный критерий - энтропийное описания - то вообще нет различий ни в чем. И жизнь и капелька зависит от условий. Не возникли бы подходящие условия, не стало бы возможным образование самопродуцирующих молекул (Химики смоделировали бесконечный естественный отбор). Можно теперь закрыть глаза на искусстенность выделения грац и начать говорить все то, что сказал nederof в своих постах про жизнь, про то, что капелька, чтобы существовать, обязана экспортировать энтропию во вне (хотя это не она проделала. а так уже заранее получилось) и что без этого энтропия бы возросла критически (хотя она бы зависела от текущего состояния условий, а не поведения капельки).

 

"при органическом разложении возрастает как структурная энтропия, так и энтропия тепловой энергии, так как она рассеивается, температура её ниже чем первичная солнечная. Возвращаемая растением суммарная энтропия всех видов выше, чем поступающая в него. Согласен?"

как уже резонно говорилось, нельзя перескакивать с одного определения на другое, используя одно и то же слово в описания явления. Как может быть "суммарная энтропия всех видов"? Есть понятия информационной энтропии, культурной энтропии. Тоже входят в сумму? Или это у же слишком утрирую? :)

Что такое энтропия тепловой энергии? Само по себе завораживающее мой мозг словосочетание :) Мое предположение: вообще вся эта попытка использовать слово энтропия с того момента как очень эффектно было выказано предположение, что для живого характерно самоупорядочивание, все чаще стало применяться именно для поддержания завораживающего эффекта, а не для насущной необходимости описания явления. У иже энтропия не фигурально, а прямо реально "возвращается" так, как будто энтропия - уже вполне самостоятельная сущность :) И появляются такие следствия как: "Согласно формулировке Больцмана допускается маловероятная флуктуация энтропии в сторону её самопроизвольного снижения, а это оставляет шанс на возникновение островков некоторой упорядоченности в океане Хаоса."

Кстати, почему это вдруг "самоорганизация" а точнее диссипативность маловероятна? Образование тумана из водяного пара маловероятно или закономерно-обязательно в определенных условиях?

Давайте выясним самое главное: зачем вообще нужно использовать все эти разные понятия энтропии при рассуждениях о "зарождении жизни"? При том, что на вопрос темы так и не возникло определение: Что такое жизнь? Т.к. здесь приверженцем такого использования выступает nederof, то с него обязательный ответ в конкретной формулировке. Т.е. что именно дает это понятие, что именно оно призвано сделать в описании явления жизнь. Безусловно, чтобы постановка вопроса не была мистическая, он должен обрисовать и сам контекст: что такое жизнь, в котором будет иметь смысл и использование понятия энтропия.

Ты тут не прав, nan. Эти понятия не разные, а одинаковые в принципе, но определение Больцмана точнее, так как обосновано на молекулярно- кинетической теории и статистической физике. Во времена Клаузиуса этой теории не было, её создали Максвелл и Больцман, после них совершенствовали другие. Ведь Больцман не отвергает определение энтропии тепловой энергии по Клаузиусу S=Q/T, он только уточняет следствие от него - "второе начало": ^S>0 или ^S=0.
В формулировке Клаузиуса оно формулируется так: "в закрытой термодинамической системе энтропия сохраняется или возрастает". Это был детерминистский подход (таков был век) не допускающий случайностей в мировых процессах. Многие и сейчас придерживаются этого и попадают в страшную путаницу в толкованиях мира.
Формулировка Больцмана: "в закрытой термодинамической системе возрастание энтропии наиболее вероятно". Разница какая - принципиальная или нет? Формулировка Больцмана не отрицает Клаузиуса, а уточняет его с точки зрения вероятностного подхода зарождающейся статистической физики - всего лишь.
При современном анализе мировых процессов , в том числе и жизненных, надо использовать не "разные" понятия, а именно больцмановское понимание второго начала - это моё убеждение. Из Больцмана следует, что маловероятные уменьшения энтропии не исключаются, то есть остаётся лазейка для случайного возникновения "островков" повышения порядка. В изолированной системе эти островки не стабильны, так как маловероятны, а в открытых они как неравновесные состояния повышают свою стабильность за счёт той самой "перекачки" негэнтропии и з окружающей среды, о чём и толкует Шрёдингер, а Пригожин замахнулся даже создать неравновесную термодинамику.

А пока ждемс такого прояснения непоняток, сделаю попутно несколько замечаний, возникающих при чтении последних постов nederof. "формулирвки Клаузиуса и Кельвина эквивалентны, но недостаточно глубоки в теоретиском плане. Это вызвало и продолжает вызывать ложное противоречие второго начала самопроизвольному появлению жизни.... опять можно придти к старым "псевдопротиворечиям" при анализе жизненных процессов" т.е. это подтверждает правомерность заданного вопроса Хотя противоречия я не вижу. Почему это какие бы то ни было формулировки чисто описательной абстракции "энтропия" создает трудности в понимания процесса самоорганизации. Тот же приводимый nederof Пригожин (Порядок из хаоса Илья Пригожин Изабелла Стенгерс) показывает на множестве примеров диссипативных процессов - уже другой абстракции (которую, конечно, так же можно связать с энтропией в силу ее очень широкого использования).

Не понял - что означает "какие бы то ни было формулировки чисто описательной абстракции "энтропия"? Это формулировка Больцмана абстракция? Не ообоснованно, nan, не ожидал. Протворечия возникают, когда люди не обращают внимание на больцмановское определение второго начала и по ретроградски цепляются за старое по Клаузиусу. Это примерно (по контрастности) так же как придерживаться теории теплорода.
Что касается Пригожина, то в его теории диссипативные процессы не главное, а главное - экспериментальное и теjретическое доказательство возможности скачкообразного самопроизвольного уменьшения структурной энтропии в открытых неравновесных системах. Скачок выражается в внезапном как по команде выстраивании элементов некоторого множества, находящихся до этого в состоянии хаоса. С точки зрения энтропии здесь Пригожин ничего не придумал, тут в полной мере сработало допущение Больцмана о возможности уменьшения энтропии. Заслуга Пригожина в том, что он показал на практике применимость формулирвки Больцмана не только для трактовки тепловых процессов, но и для процессов структурной упорядочивания вещества. Хакена доказал это раньше Пригожина при исследоании возбуждения лазерного излучения. Поэтому уже давно пора призать применимость формулировки Больцмана для трактовки не только ТД-процессов но и не таковых. В связи с этим надо различать 2 формы прявления энтропии на практике - термодинамическое в тепловых процессах и стркутурное - в химических и физических процессах.
Есть оригиналы, признающие только шенноновское информационное понимание. Последнее конечно чисто условное, сходное с больцмановским по форме.

Возьмем чисто термодинамическую систему: водяной пар при температуре-давлениии таких, что он находится в одномолекулярном состоянии. Понижаем температуру пока не возникнет конленсация в виде капелек тумана. Произвольно выделяем одлать одной капельки и говорим: е-мае! энтропия системы (локального выделения) стала близкой к нулю! Произошло упорядочивание из миллиардов объектов - в один! На лицо самоорганизация ничем по своему принципу не отличающаяся от самоорганизации жизни. Особенно если принять главный критерий - энтропийное описания - то вообще нет различий ни в чем. И жизнь и капелька зависит от условий. Не возникли бы подходящие условия, не стало бы возможным образование самопродуцирующих молекул (Химики смоделировали бесконечный естественный отбор). Можно теперь закрыть глаза на искусстенность выделения грац и начать говорить все то, что сказал nederof в своих постах про жизнь, про то, что капелька, чтобы существовать, обязана экспортировать энтропию во вне (хотя это не она проделала. а так уже заранее получилось) и что без этого энтропия бы возросла критически (хотя она бы зависела от текущего состояния условий, а не поведения капельки).

С капелькой - полный казус. Почему энтропия капельки стала нулевой?? Если ты имеешь ввиду ТД-энтропию, то она станет равной нулю согласно S=Q/T только при T => 00 (бесконечность). А по Больцману для S=0 требуется W = 1 . Это очень малое значение, значит и очень маловероятное, сильно упорядоченное состояние. Как в капельке таинственного вещества. А если капельку охладить, то возникнет кристаллическая структура ещё более упорядоченная, для этого уже надо допускать W<1, а это даёт S<0 - отрицаелная энтропия сама собой родилась, при чём не как результат кратковременной флуктуации?

"при органическом разложении возрастает как структурная энтропия, так и энтропия тепловой энергии, так как она рассеивается, температура её ниже чем первичная солнечная. Возвращаемая растением суммарная энтропия всех видов выше, чем поступающая в него. Согласен?"как уже резонно говорилось, нельзя перескакивать с одного определения на другое, используя одно и то же слово в описания явления. Как может быть "суммарная энтропия всех видов"? Есть понятия информационной энтропии, культурной энтропии. Тоже входят в сумму? Или это у же слишком утрирую?

Да, слишком - нет ещё культурной энтропии, информационная - это дань моде. Видимо Шеннон был поражён красотой формулы Больцмана и не удержался от соблазна. Процессы изменеия структурной и ТД-энтропии вполне совместимы и более того - взаимно переходят друг в друга. (Например - при фотосинтезе хлорофила). Олисываются обе по вероятностной формуле Больцмана. ТД-энтропию ведь тоже можно рассматривать с точки зрения "упорядоченности" теплового движения молекул вещества, так что термин "порядок" очень ёмкий - как и хаос.

Что такое энтропия тепловой энергии? Само по себе завораживающее мой мозг словосочетание Мое предположение: вообще вся эта попытка использовать слово энтропия с того момента как очень эффектно было выказано предположение, что для живого характерно самоупорядочивание, все чаще стало применяться именно для поддержания завораживающего эффекта, а не для насущной необходимости описания явления. У иже энтропия не фигурально, а прямо реально "возвращается" так, как будто энтропия - уже вполне самостоятельная сущность И появляются такие следствия как: "Согласно формулировке Больцмана допускается маловероятная флуктуация энтропии в сторону её самопроизвольного снижения, а это оставляет шанс на возникновение островков некоторой упорядоченности в океане Хаоса." Кстати, почему это вдруг "самоорганизация" а точнее диссипативность маловероятна? Образование тумана из водяного пара маловероятно или закономерно-обязательно в определенных условиях?

Нет, можно обойтись без завораживаний. В моем понимании, почерпнутой из литературы, энтропия тепловой энергии (сокращённо ТД-энтропия) - это вполне реальный показатель качества тепловой энергии - чем ниже температура, тем качество энергии ниже. А по Больцману низкое качество энергии и низкий уровень организации (порядка) более вероятны. Смысл видимо в том, что остывание и разрушение более вероятны в природе, чем созидание. А выражения типа "энтропия возвращается"применяются для краткости речи в обобщенном виде.
Реально как явления существуют тконечно только физико-химические процессы, а их направленность и результат оценивается ростом или снижением организованности всех видов при помощи понятия энтропии разных форм (видов) в зависимости от характера этих процессов.
Наши дискуссии начинают напоминать конференции, а ты сомневался в актуальности темы!

2 nederof

Признаюсь я очень аккуратно попытался ответить, что бы не спугнуть появившийся конструктив.

Вопрос для выяснения: что значит твое замечание "Вот и сейчас ты весьма вольно перешел от термодинамики к Больцману и обратно к термодинамике, безо всяких пояснений"? Ты считаешь это разные термодинамики?

Нет. Поясню при помощи цитаты из одного твоего поста:

Что касается этой проблемы, то есть экстраполяция статистических законов ТД на системы другой природы, то, я повторяю, не видно пока достаточного обоснования. Сказано, что Формула для W пригодна для большого числа молекул, а если не-ТД система имеет много элементов N, то она тоже становится вероятностной, например, живой организм с большим числом молекул. В литературе есть сведения о том, что при такой экстраполяции W рассматривается как "число способов получения данного состояния", и если оно велико при (n>>N), , то состояние не-ТД системы тоже считается вероятностным.

Так вот я считаю, как ты сам и написал, что именно трактовка Больцмана и экстраполируется за пределы термодинамики.

Теперь если посмотреть твое объяснение:

Солнечный свет явно имеет низкую энтропию, так как плотность энергии и её температура достаточно высоки. В растениях она участвует в повышении структурного порядка (синтезируются молекулы хлорофила), значит и понижения структурной энтропии. Поэтому и в конечном счёте свет есть источник возникновения негэнтропии в растениях. ... Что произойдёт со связанной эгергией? Она тоже со временем возвращается во внешнюю среду уже в обесцененном рассеянном виде. Как это поизойдёт - догадайся сам, твоей дотошности для этого хватит думаю. В результате растение возвращает во внешнюю среду энтропии больше, чем от нё получает, вознкает негэнтропия.

я вижу, что когда ты говоришь о солнечном свете, то подразумевается термодинамическая энтропия, когда речь идет о хлорофилле, подразумевется структурная (экстраполированный Больцман, т.е. вообще не термодинамика), затем когда речь идет о смерти растения, энтропия опять становится термодинамической. Вот этот переход "термодинамика -> больцман (экстраполированный Больцман, не термодинамика) -> термодинамика" меня и смущает. Я именно об этом писал. А в рамках термодинамики, и Больцман и Клаузиус описывают одно и тоже.

Что касается второго начала термодинамики вне пределов термодинамических систем, я сомневаюсь в его применимости. Это надо очень серьезно обосновать. Ввести энтропию в формулировке Больцмана можно для любых систем, потому что это просто определение. А вот второе начало термодинамики это закон, подлежащий доказательству.

Относительно возврата энергии химических связей - эта энергия возвращается во внешнюю среду, но уже в обесцененном (рассеянном) виде. Как? Очень просто придумали растения - они отторгают отмершие ткани и старые листья (листопад), а те загнивая в результате биохимического разложения тех ранее синтезированных соединений выделяют тепло. Это тепло рассеивается в атмосферу. Итог: при органическом разложении возрастает как структурная энтропия, так и энтропия тепловой энергии, так как она рассеивается, температура её ниже чем первичная солнечная. Возвращаемая растением суммарная энтропия всех видов выше, чем поступающая в него. Согласен?

Я не то что бы несогласен, я просто не вижу почему обязательно ВСЯ энергия солнечного излучения использованная растениями, ОБЯЗАТЕЛЬНО вернется в окружающую среду в том види для которого можно будет посчитать термодинамическую энтропию, для того что бы сравнить ее с исходной и прийти к выводу, что изменение энтропии окружающей среды возросло. Кстати, nan, очень правильно подметил про "суммарную энтропию всех видов", меня это очнь смущает. Непонравившийся тебе экперимент со ступкой иммено это вопрос и ставит, как посчитать изменение этропии при образовании хим. связей.

Согласно формулировке Больцмана допускается маловероятная флуктуация энтропии в сторону её самопроизвольного снижения, а это оставляет шанс на возникновение островков некоторой упорядоченности в океане Хаоса.

Это не совсем верное понимание. Флуктуациями являются случайные и временные изменения. Например в некоем объеме газа в течении некоторого короткого времени могут быть локальные области более "быстрых" и более "медленных" атомов вследствие их хаотического движения. Это и есть те самые флуктуации. Химические связи не случайны, не усредняются и флуктуациями не являются никоим образом. Пример: берем два реагента, берем пробирку ... легкой движение руки и брюки превращаются ... првращаются брюки ... в элега-а-антные шорты Неужели продукт реакции можно назвать флуктуацией?! Кстати и предыдущий оратор на это указал, так что это не эксклюзивно мое понимание Больцмана

2 nan

зачем вообще нужно использовать все эти разные понятия энтропии при рассуждениях о "зарождении жизни"?

Лично мне просто интересно. Только не в плане зарождения, а в плане необходимости кушать отрицательную энтропию. На меня это подействовало как Каа действует на бандерлогов. Т.е. энтропии для меня возникли не как необходимость, а как допущение (ведь определение ввести ничто не запрещает), мол если это так, то что из этого следует. Пока никаких внятных следствий я не увидел, но надеюсь на nederof'a в качестве поводыря.

Формулировка Больцмана: "в закрытой термодинамической системе возрастание энтропии наиболее вероятно".

Ой, а вот и непонимание номер раз. Везде в этой теме где я говорил про Больцмана, я НИКОИМ ОБРАЗОМ не имелл ввиду второе начало термодинамики. Я имел ввиду определение энтропии S = kBlnW. (формула кстати написана Планком). Это определение можно экстраполировать на любые системы при желании, без всякого обоснования. А второе начало термодинамики за пределы этой самой термодинамики не экстраполируется. Это надо четко доказывать, в отличии от определения.

С точки зрения энтропии здесь Пригожин ничего не придумал, тут в полной мере сработало допущение Больцмана о возможности уменьшения энтропии.

Ты ошибаешься, есть принципиальная разница между пригожинскими системами и боьцмановскими флуктуациями. Флуктуация это случайное кратковремменое отклонение от среднего в закрытой системе, просто за счет выделения какой-то локальной области. Пригожинские системы наоборот открыты, сильно неравновесны и требуют подвода энергии извне (если я ничего не попутал). Если что nan поправит.

ТД-энтропию ведь тоже можно рассматривать с точки зрения "упорядоченности" теплового движения молекул вещества, так что термин "порядок" очень ёмкий - как и хаос.

Конечно можно, и это правомерно. А вот как посчитать изменение энропии, если ее первое значение ты считал в на основании одних "кирпичиков", а затем "кирпичики" и их кол-во изменилось. Каким образом посчитать второе значение энтропии, что бы была возможность отнять его от первого? Я понимаю, мой эксперемент со ступкой тебе не нравится, так приведи свой. Любой, сколь угодно абстрактный, сколь угодно простой, лишь бы там фигурировал переход от термодинамической системы к нетермодинамической (смена "кирпичиков")

В моем понимании, почерпнутой из литературы, энтропия тепловой энергии (сокращённо ТД-энтропия) - это вполне реальный показатель качества тепловой энергии - чем ниже температура, тем качество энергии ниже.

не понял. Это откуда такой вывод?! Берем определение термодинамической энтропии (Клаузиус, так как мы про температуру):

dS = delta Q/T

где dS приращение энтропии, а delta Q - бесконечно малое приращение теплоты.

Что это еще за фантазии про зависимость качества тепловой энергии от температуры???
Из какого пальца? Речь идет только о то что приращение энтропии обратно пропорционально температуре, т.е. чем выше температура, тем большее кол-во теплоты требуется для повышения энтропии на единицу.

Наши дискуссии начинают напоминать конференции, а ты сомневался в актуальности темы!

Имею смутное подозрение, что если бы я к тебе с растениями не приципился, тема была бы до сих пор на первой странице

"Эти понятия не разные, а одинаковые в принципе"

скажи, а формулировки закона кулона и тяготения Ньютона, в принципе описываются отдной закономерностью, но имеют разные условия применения и разные константы. Если информационная энтропия описывается тем же подходом, что и термодинамическая, это вовсе не означает, что их можно смешивать, суммировать и т.п. Границы использования делают их совершенно разными для описания сущности разных явлений.

"Это формулировка Больцмана абстракция?"

да. Есть формализация, но нет сущности, которую можно вцыделить. Впрочем, это касается любых наших субъективно-произвольных выделений. В природе ничто вот так не выделяется. Но игра с выделениями приводит часто к иллюзиям и возникает "чистая энергия", "чистая энтропия", абсолютное пространство-время, силовые линии, существующие сами по себе, меридианы и т.п.

"Почему энтропия капельки стала нулевой?? "

почему нулевой? где такое написано?

"Видимо Шеннон был поражён красотой формулы Больцмана и не удержался от соблазна."

я как раз и говорю об этом факторе :)

Формулировка Больцмана: "в закрытой термодинамической системе возрастание энтропии наиболее вероятно". Ой, а вот и непонимание номер раз. Везде в этой теме где я говорил про Больцмана, я НИКОИМ ОБРАЗОМ не имелл ввиду второе начало термодинамики. Я имел ввиду определение энтропии S = kBlnW. (формула кстати написана Планком). Это определение можно экстраполировать на любые системы при желании, без всякого обоснования. А второе начало термодинамики за пределы этой самой термодинамики не экстраполируется. Это надо четко доказывать, в отличии от определения.

Где ты нашёл эту формулу у Планка - ничего не перепутал? Что означают S и W у Планка? Насчёт экстраполяции на любые системы без обоснования - откуда?
Второе начало ТД и не должно выходить за пределы ТД. А формулировку второго начала на основе своей формулы дал Больцман, так как у него W - вероятность состояния ТД-системы.
О применимости его формулы в не ТД-системах с необратимыми процессами (на химические , физичемкие и другие системы) указали уже после него его последователи. Пока я имею только один источник в этом плане (П. Эткинс. "Порядок и беспорядок в природе"). Когда найду другие источники с хорошим обоснованием - сообщу, я nan об этом говорил.

С точки зрения энтропии здесь Пригожин ничего не придумал, тут в полной мере сработало допущение Больцмана о возможности уменьшения энтропии. Ты ошибаешься, есть принципиальная разница между пригожинскими системами и боьцмановскими флуктуациями. Флуктуация это случайное кратковремменое отклонение от среднего в закрытой системе, просто за счет выделения какой-то локальной области. Пригожинские системы наоборот открыты, сильно неравновесны и требуют подвода энергии извне (если я ничего не попутал). Если что nan поправит.

Похоже - ты здесь прав. Но для пояснения своих результатов Пригожину прищлось разработать ТД неравновесных систем, а что послужило отправной точкой - не больцмановский ли статистический подход?

Что касается этой проблемы, то есть экстраполяция статистических законов ТД на системы другой природы, то, я повторяю, не видно пока достаточного обоснования. Сказано, что Формула для W пригодна для большого числа молекул, а если не-ТД система имеет много элементов N, то она тоже становится вероятностной, например, живой организм с большим числом молекул. В литературе есть сведения о том, что при такой экстраполяции W рассматривается как "число способов получения данного состояния", и если оно велико при (n>>N), , то состояние не-ТД системы тоже считается вероятностным. Так вот я считаю, как ты сам и написал, что именно трактовка Больцмана и экстраполируется за пределы термодинамики

В моем тексте насчёт экстраполяции говорится не о моём мнени, а о том, что есть в литературе. Я имею относительно экстраполяции только предположительное мнение на основе утверждений многих авторов об универсальности формулы Больцмана. (Один из них П.Эткинс. "Порядок и беспорядок в природе"). Ищу чётких обоснований у авторитетов. Что касается процессов в растениях, тоже самое - это пока мое предположение насчёт энтропийных переходов, ибо других пояснений не вижу.

автор: Nudnyj сообщение 12981

[quote]не понял. Это откуда такой вывод?! Берем определение термодинамической энтропии (Клаузиус, так как мы про температуру): dS = delta Q/T где dS приращение энтропии, а delta Q - бесконечно малое приращение теплоты. Что это еще за фантазии про зависимость качества тепловой энергии от температуры??? Из какого пальца? Речь идет только о то что приращение энтропии обратно пропорционально температуре, т.е. чем выше температура, тем большее кол-во теплоты требуется для повышения энтропии на единицу.[/quote]

Что-то  случилось с окнами для ответа и цитирования -  открываются ненормально. Ещё пояснения натыкано - это штучки nan видать - предупреждает, пора закрывать дискуссию, что-то ему не нравится. 

Ты проинтегрируй это выражение и получишь S=Q/T. Качество тепловой энергии определяется степенью рассеивания энергии, чем больше она рассеяна внутри какого-то объёма, тем меньше Т, тем выше энтропия,  тем ниже качество - тем менее эта энергия полезна для дела.

Где ты нашёл эту формулу у Планка - ничего не перепутал?

Я её у Планка не находил. Об этом вещают господа А. И. ОСИПОВ и А. В. УВАРОВ в своем труде "ЭНТРОПИЯ И ЕЕ РОЛЬ В НАУКЕ".

В формулировке М. Планка утвержде- ние, выражающее эту связь и называемое принципом Больцмана, представляется простой формулой S = kBlnW. (7) Сам Больцман никогда не писал этой формулы. Это сделал Планк. Ему же принадлежит введение по- стоянной Больцмана kB. Термин “принцип Больцма- на” был введен А. Эйнштейном.

За верность не поручусь, потому что мне побоку, кто ее написал, потому как я точно знаю что именно эта формула и определяет энтропию по Больцману, т.е. связывает её с микросостояниями системы.

Что означают S и W у Планка?

Это та же самая формула что и у тебя, только логарифм натуральный.

признали лищь после смерти и формула S=k*logW высечена на его надгробной плите

Насчёт экстраполяции на любые системы без обоснования - откуда?

Ну ты даешь. А кто мне может запретить вводить определения? У нас демократия и все такое. Энтропия это банальная функция состояния, что тут обосновывать? Захотел и ввел. А вот насчет возрастания энтропии в нетермодинамических системах, уже надо обосновывать, потому как это не определение а конкретный закон. А у Эткинса внятно обосновывается, стоит тратить время или он типа экстраполирует не вдаваясь в детали?

Что касается процессов в растениях, тоже самое - это пока мое предположение насчёт энтропийных переходов, ибо других пояснений не вижу.

О вот это очень важный момент! Т.е. как конкретно это происходит, с учетом написанных возражений ты на данный момент пояснить не готов? Прости тогда что я с ними приципился. Вопрос снимается.

Ты проинтегрируй это выражение и получишь S=Q/T.

Ага, особенно если температура меняется в зависимости от кол-ва теплоты Написано же

dS приращение энтропии, а delta Q - бесконечно малое приращение теплоты.

Качество тепловой энергии определяется степенью рассеивания энергии, чем больше она рассеяна внутри какого-то объёма, тем меньше Т, тем выше энтропия, тем ниже качество - тем менее эта энергия полезна для дела.

Идею понял: мол при одном и том же кол-ве теплоты чем ниже температура тем выше энтропия. Да это так (по определению). Но причем тут солнечный свет? Пример: Мы светим на растение со всех сторон => энергия рассеяна максимально равномерно. Из твоих рассуждений напрямую следует что качество такой энергии гораздо ниже, чем если светить с одной стороны (а уж если одним узеньким лучиком, то знаки качества на такой энергии ставить будет некуда ) => от такой некачественной энергии растение должно разрыдаться и подохнуть от голода и обиды. Как-то неубедительно, не находишь?

Фишка в том что в термодинамике речь идет совсем о других процесах, а именно о том что если у тебя теплота равномерно расползлась по системе (термодинамической, а то сейчас начнуться разночтения ), а система закрыта, то все играйте марш Шопена - тепловая смерть стучит в вашу калитку. Т.е. в рассуждении такой же косяк как и отождествление пригожинских химических часов с флуктуацией. Т.е. это просто ошибки от использования представлений в тех условиях для которых эти представления тупо не годятся. Ну то есть я так думаю, и пытаюсь на это указать.

Ещё пояснения натыкано - это штучки nan видать - предупреждает, пора закрывать дискуссию, что-то ему не нравится.

Смайлик поставь, а то в параноики запишут - не отмоешься Думаю nan просто выдал бы по предупреждению (если не в духе, то по бану) и закрыл бы тему, да, nan? Или ты демократ и не флудофоб?

[quote]Идею понял: мол при одном и том же кол-ве теплоты чем ниже температура тем выше энтропия. Да это так (по определению). Но причем тут солнечный свет? Пример: Мы светим на растение со всех сторон => энергия рассеяна максимально равномерно. Из твоих рассуждений напрямую следует что качество такой энергии гораздо ниже, чем если светить с одной стороны (а уж если одним узеньким лучиком, то знаки качества на такой энергии ставить будет некуда ) => от такой некачественной энергии растение должно разрыдаться и подохнуть от голода и обиды. Как-то неубедительно, не находишь?

Фишка в том что в термодинамике речь идет совсем о других процесах, а именно о том что если у тебя теплота равномерно расползлась по системе (термодинамической, а то сейчас начнуться разночтения ), а система закрыта, то все играйте марш Шопена - тепловая смерть стучит в вашу калитку. Т.е. в рассуждении такой же косяк как и отождествление пригожинских химических часов с флуктуацией. Т.е. это просто ошибки от использования представлений в тех условиях для которых эти представления тупо не годятся. Ну то есть я так думаю, и пытаюсь на это указать.
[/quote]

Да растения плачут, когда пасмурно и поступает энергия низкого качества. Но это не главное.

Мы долго дискутируем, опиши пожалйста своё понимание жизненных процессов в  живых существах и растениях с точки зрения энтропийного подхода в твоем понимании.