рмодинаміки. Надалі для позначення елементарного зміни внутрішньої енергії dE, елементарної роботи Оґ А та кількості теплоти Оґ Q будемо використовувати тільки один символ: d. В
3. Ентропія та ймовірність
Зрозуміти ентропію - це знати її походження, знати зв'язок її з іншими поняттями, вміти застосовувати ентропію на практиці.
Чим більше зв'язків знають читачі між ентропією та іншими поняттями, тим краще вони засвоюють, що таке ентропія.
У приладі Гей-Люссака в одній кулі знаходиться газ (при малій його щільності). Інший куля евакуйований. Відкривають кран на трубці, що з'єднує обидві кулі. Результат досвіду відомий: газ рівномірно заповнює обидві кулі. Температура всього газу та ж, що і до розширення. При мимовільному ізотермічному розширенні газу збільшується його ентропія (процес адіабатичний, і ентропія джерел теплоти не змінюється). Мимовільне стиснення газу в приладі Гей-Люссака до колишнього обсягу виключено: ентропія зменшилася б. p> Газ складається з молекул (деякі гази складаються з атомів). У газі малої щільності одна молекула впливає на іншу тільки в короткі моменти зіткнень між молекулами. Більшу ж частину часу молекула вільно рухається за обсягом, наданим всьому газу.
Припустимо, що фізик може відрізнити одну молекулу від інших. Фізика запитують, в якому кулі знаходиться обрана молекула, підкреслена червоним, як казав Ейнштейн. (Обсяги куль, щоб спростити міркування, рівні) Фізик відповість: до спостереження не знаю. Він пошлеться на те, що на обрану молекулу (як і на всі інші) нічого не впливає. Обрана молекула (як і всі інші) не воліє одна куля іншому. Обсяги куль рівні. Тому і фізик не може віддати перевагу один куля іншому. На технічній мові, ймовірність знаходження вибраної молекули в будь-якому з куль дорівнює половині. Сума ймовірностей дорівнює одиниці (половина плюс половина), дорівнює достовірності. У якому-небудь з двох куль обрана молекула обов'язково знаходиться.
Фізику далі ставлять наче зовсім невирішене питання: у якому з куль знаходяться всі молекули газу? На питання, де знаходиться одна обрана молекула, фізик не міг відповісти. Де ж йому відповісти на друге питання?! Адже при О В° С і 1 атм в 1 см 3 газу знаходиться 2,7 x10 19 молекул. [Для порівняння: п'ять мільярдів років (вік Землі) - 1,6 х10 17 секунд.] Фізик, однак, з повною упевненістю відповість: ні в одному з куль НЕ містяться всі молекули газу. Молекули газу рівномірно розподілені між обома кулями. У всякому разі, відхилення від рівномірного розподілу при значному обсязі куль, значить, і при великому числі молекул вкрай мало, і цим відхиленням можна спокійно знехтувати.
Звідки така впевненість? З підрахунку ймовірностей. Саме тому, що для кожної молекули ймовірність знаходитися в тому або іншому кулі дорівнює половині, всі молекули не можуть перебувати в одному тільки кулі....
