Entropie - Historie editací

ZRN v 21. 12. 2017, 12:50

2017-12-21T12:50:53Z

Admin: finalizován tvar zápisu autorů hesel

2017-12-11T16:01:59Z

finalizován tvar zápisu autorů hesel

Admin: import na produkční server

2017-12-10T16:52:54Z

import na produkční server

Nová stránka

entropie – (z řec. entrope, to z en = v, uvnitř, trope = pohyb) – tento pojem původně vznikl ve fenomenologické termodynamice při studiu energetických přeměn v uzavřených soustavách, u nichž se neuvažuje vliv okolí. Přestože obecně platí zákon zachování a přeměny energie, nelze nikdy využít celý objem dané energie k užitečné mechanické práci. Při všech energetických přeměnách vždy vzniká teplo a část z něho se spotřebuje na vyrovnání tepelných rozdílů v dané soustavě, čímž je pro další užitečnou práci definitivně ztracena. Německý fyzik ''R. Clausius'' zkoumal tuto tendenci tepla k vyrovnávání teplotních diferencí, to, že přechází vždy jen z teplejších těles na chladnější a bez zásahu zvenčí nikdy samočinně nepřejde opačným směrem. Jako míru této stále rostoucí disipované části celkové energie v uzavřeném termodynamickém systému, kterou v něm nelze přeměnit v užitečnou práci, zavedl veličinu s názvem ''e.''. S ní vstupuje do fyziky myšlenka směru času: přír. procesy nejsou časově reverzibilní, jak předpokládala newtonská dynamika, nýbrž nevratně směřují k rovnovážnému stavu s max. ''e.''. Původní termodynamická interpretace růstu ''e.'' jako absolutně, bez výjimek platného zákona vedla až k představě tepelné smrti vesmíru – stavu, kdy se všechny teploty v celém vesmíru vyrovnají, energie ztratí schopnost konat práci a nastane věčný klid. To vše by platilo přirozeně za předpokladu, že je vesmír uzavřený systém.

Koncem 19. st., kdy byla termodynamika aplikována na nové oblasti reality (např. na elektrické a magnetické jevy, na elastické procesy a chemické reakce), se zdálo být neuspokojivé, aby její centrální pojem jako ''e.'' byl založen jen na makroskopické inženýrské zkušenosti se stroji a jejich energetickou výkonností. Vznikla statist. interpretace ''e.'', odvozená z mikroskopické kinetické teorie tepla. Největší zásluhu na tomto výkladu ''e.'' mají ''L. Boltzmann'' a ''J. C. Maxwell''. Podle kinetické teorie tepla je pohybová energie nepravidelně rozdělena na jednotlivé molekuly systému a sama od sebe přechází od méně pravděpodobného rozdělení jejich termodynamického stavu k pravděpodobnějšímu. Celkově pak směřuje k rovnováze jako nejpravděpodobnějšímu stavu. ''E.'' tak vyjadřuje tuto všeobecnou tendenci přírody k rovnováze jako poklesu uspořádanosti mikrosystémů. Na rozdíl od dřívějších představ má u ''Boltzmanna'' zákon růstu entropie statist. charakter a jako takový připouští i výjimky. Je proto teor. slučitelný i s existencí nanejvýš nepravděpodobných ostrůvků dění, v nichž by mohl být průběh procesů opačný, než je pokles jejich uspořádanosti, jak je tomu např. u procesů života. ''Boltzmann'' se celý život snažil o mechanistickou interpretaci ''e.''. Usiloval nejen o statist. popis rovnovážného stavu jako třeba ''Maxwell'', ale pokoušel se i o mechanistické vysvětlení evoluce k němu. Jak ukázal ''Poincaré'', ''Boltzmannovi'' se nepodařilo vyvodit zákon růstu ''e.'' z newtonské dynamiky. Musel by totiž rozřešit problém, jak mohou reverzibilní dynamické zákony pohybu částic zrodit ireverzibilní evoluci, což je bez dodatečných apriorních předpokladů sotva možné. Statist. výklad růstu ''e.'' tedy z dynamiky sice neplyne, ale přesto jí neodporuje: vratné i nevratné procesy mohou koexistovat v jednom a tomtéž vesmíru, protože termodynamická nevratnost nemusí být nutně jeho univerzálně platnou vlastností na všech úrovních vesmírného dění.

Problém růstu ''e.'' byl nově zpracován v souvislosti se vznikem kybernetiky a teorie informace, kdy věda začala exaktně zkoumat informační výměnu mezi systémy a překročila tak fyzikální energetický rámec úvah o ''e.''. Byla zde vysvětlena jako opačná veličina k [[informace|informaci]]: její růst měří ztrátu informace, tedy úbytek uspořádanosti systému, kdežto informace je naopak mírou pro její růst. V kybernetických disciplínách je informace pojata jako negativní entropie čili ''negentropie''. Myšlenkově velmi podnětným přínosem pro vznik nové, tzv. nerovnovážné termodynamiky byly práce ''I. Prigogina'' a jeho ''bruselské školy'' a práce na teorii sebeorganizace systémů. Ukazuje se v nich, že tendence přír. procesů k termodynamické rovnováze, vázaná na problematickou existenci uzavřených soustav, není zdaleka tak univerzální, jak se domnívala klasická fyzikální věda. Nerovnovážné procesy nemusí vést vždy jen k návratu k původnímu rovnovážnému stavu, ale mohou naopak v určitých podmínkách dát vznik zcela nové rovnováze s vyšší úrovní uspořádanosti, než byla původní. Z chaosu může vzniknout nový, jiný než původní pořádek. V tomto případě ovšem časová šipka přír. dějů nemíří k „tepelné smrti vesmíru“, ale sleduje opačný směr růstu jeho uspořádanosti. Často bývá kladena otázka, jaký směr času platí pro „vesmír jako celek“. Jsou procesy růstu informační komplexity – negentropie jen lokálním ostrůvkem v celkovém trendu vesmíru k dezorganizaci s maximální entropií, anebo je tomu právě naopak? Od vzniku nestacionárních modelů vesmíru, které soudobá věda rozvíjí v návaznosti na obecnou teorii relativity, kvantovou mechaniku, teorii velkého třesku a černých děr (např. v pracích ''S. Hawkinga'') zůstává odpověď na podobné otázky v podstatě otevřená.

<div class="translations">
entropy
entropie
Entropie
entropia
</div>

Literatura: ''Glansdorf, P.'' – ''Prigogine, I.'': Thermodynamic Theory of Structure, Stability and Fluctuations. Brussels; ''Wiener, N.'': (1954) Kybernetika a společnost. Praha 1963.

-- ''[[:Kategorie:Aut: Král Miloslav|Miloslav Král]]'' 
[[Kategorie:Aut: Král Miloslav]]
[[Kategorie:Terminologie/akční, interakční a regulativní sociální atributy, mechanismy, role, kompetence]]
[[Kategorie:VSgS]]

← Starší verze		Verze z 21. 12. 2017, 12:50
Řádek 1:		Řádek 1:
−	<span id="entry">entropie</span> – (z řec. entrope, to z en = v, uvnitř, trope = pohyb) – tento pojem původně vznikl ve fenomenologické termodynamice při studiu energetických přeměn v uzavřených soustavách, u nichž se neuvažuje vliv okolí. Přestože obecně platí zákon zachování a přeměny energie, nelze nikdy využít celý objem dané energie k užitečné mechanické práci. Při všech energetických přeměnách vždy vzniká teplo a část z něho se spotřebuje na vyrovnání tepelných rozdílů v dané soustavě, čímž je pro další užitečnou práci definitivně ztracena. Německý fyzik ''R. Clausius'' zkoumal tuto tendenci tepla k vyrovnávání teplotních diferencí, to, že přechází vždy jen z teplejších těles na chladnější a bez zásahu zvenčí nikdy samočinně nepřejde opačným směrem. Jako míru této stále rostoucí disipované části celkové energie v uzavřeném termodynamickém systému, kterou v něm nelze přeměnit v užitečnou práci, zavedl veličinu s názvem ''e.''. S ní vstupuje do fyziky myšlenka směru času: přír. procesy nejsou časově reverzibilní, jak předpokládala newtonská dynamika, nýbrž nevratně směřují k rovnovážnému stavu s max. ''e.''. Původní termodynamická interpretace růstu ''e.'' jako absolutně, bez výjimek platného zákona vedla až k představě tepelné smrti vesmíru – stavu, kdy se všechny teploty v celém vesmíru vyrovnají, energie ztratí schopnost konat práci a nastane věčný klid. To vše by platilo přirozeně za předpokladu, že je vesmír uzavřený systém.	+	<span id="entry">entropie</span> – (z řec. entrope, to z en = v, uvnitř, trope = pohyb) – tento pojem původně vznikl ve fenomenologické termodynamice při studiu energetických přeměn v uzavřených soustavách, u nichž se neuvažuje vliv okolí. Přestože obecně platí zákon zachování a přeměny energie, nelze nikdy využít celý objem dané energie k užitečné mechanické práci. Při všech energetických přeměnách vždy vzniká teplo a část z něho se spotřebuje na vyrovnání tepelných rozdílů v dané soustavě, čímž je pro další užitečnou práci definitivně ztracena. Německý fyzik ''R. Clausius'' zkoumal tuto tendenci tepla k vyrovnávání teplotních diferencí, to, že přechází vždy jen z teplejších těles na chladnější a bez zásahu zvenčí nikdy samočinně nepřejde opačným směrem. Jako míru této stále rostoucí disipované části celkové energie v uzavřeném termodynamickém systému, kterou v něm nelze přeměnit v užitečnou práci, zavedl veličinu s názvem ''e.'' S ní vstupuje do fyziky myšlenka směru času: přír. procesy nejsou časově reverzibilní, jak předpokládala newtonská dynamika, nýbrž nevratně směřují k rovnovážnému stavu s max. ''e.'' Původní termodynamická interpretace růstu ''e.'' jako absolutně, bez výjimek platného zákona vedla až k představě tepelné smrti vesmíru – stavu, kdy se všechny teploty v celém vesmíru vyrovnají, energie ztratí schopnost konat práci a nastane věčný klid. To vše by platilo přirozeně za předpokladu, že je vesmír uzavřený systém.

	Koncem 19. st., kdy byla termodynamika aplikována na nové oblasti reality (např. na elektrické a magnetické jevy, na elastické procesy a chemické reakce), se zdálo být neuspokojivé, aby její centrální pojem jako ''e.'' byl založen jen na makroskopické inženýrské zkušenosti se stroji a jejich energetickou výkonností. Vznikla statist. interpretace ''e.'', odvozená z mikroskopické kinetické teorie tepla. Největší zásluhu na tomto výkladu ''e.'' mají ''L. Boltzmann'' a ''J. C. Maxwell''. Podle kinetické teorie tepla je pohybová energie nepravidelně rozdělena na jednotlivé molekuly systému a sama od sebe přechází od méně pravděpodobného rozdělení jejich termodynamického stavu k pravděpodobnějšímu. Celkově pak směřuje k rovnováze jako nejpravděpodobnějšímu stavu. ''E.'' tak vyjadřuje tuto všeobecnou tendenci přírody k rovnováze jako poklesu uspořádanosti mikrosystémů. Na rozdíl od dřívějších představ má u ''Boltzmanna'' zákon růstu entropie statist. charakter a jako takový připouští i výjimky. Je proto teor. slučitelný i s existencí nanejvýš nepravděpodobných ostrůvků dění, v nichž by mohl být průběh procesů opačný, než je pokles jejich uspořádanosti, jak je tomu např. u procesů života. ''Boltzmann'' se celý život snažil o mechanistickou interpretaci ''e.''. Usiloval nejen o statist. popis rovnovážného stavu jako třeba ''Maxwell'', ale pokoušel se i o mechanistické vysvětlení evoluce k němu. Jak ukázal ''Poincaré'', ''Boltzmannovi'' se nepodařilo vyvodit zákon růstu ''e.'' z newtonské dynamiky. Musel by totiž rozřešit problém, jak mohou reverzibilní dynamické zákony pohybu částic zrodit ireverzibilní evoluci, což je bez dodatečných apriorních předpokladů sotva možné. Statist. výklad růstu ''e.'' tedy z dynamiky sice neplyne, ale přesto jí neodporuje: vratné i nevratné procesy mohou koexistovat v jednom a tomtéž vesmíru, protože termodynamická nevratnost nemusí být nutně jeho univerzálně platnou vlastností na všech úrovních vesmírného dění.		Koncem 19. st., kdy byla termodynamika aplikována na nové oblasti reality (např. na elektrické a magnetické jevy, na elastické procesy a chemické reakce), se zdálo být neuspokojivé, aby její centrální pojem jako ''e.'' byl založen jen na makroskopické inženýrské zkušenosti se stroji a jejich energetickou výkonností. Vznikla statist. interpretace ''e.'', odvozená z mikroskopické kinetické teorie tepla. Největší zásluhu na tomto výkladu ''e.'' mají ''L. Boltzmann'' a ''J. C. Maxwell''. Podle kinetické teorie tepla je pohybová energie nepravidelně rozdělena na jednotlivé molekuly systému a sama od sebe přechází od méně pravděpodobného rozdělení jejich termodynamického stavu k pravděpodobnějšímu. Celkově pak směřuje k rovnováze jako nejpravděpodobnějšímu stavu. ''E.'' tak vyjadřuje tuto všeobecnou tendenci přírody k rovnováze jako poklesu uspořádanosti mikrosystémů. Na rozdíl od dřívějších představ má u ''Boltzmanna'' zákon růstu entropie statist. charakter a jako takový připouští i výjimky. Je proto teor. slučitelný i s existencí nanejvýš nepravděpodobných ostrůvků dění, v nichž by mohl být průběh procesů opačný, než je pokles jejich uspořádanosti, jak je tomu např. u procesů života. ''Boltzmann'' se celý život snažil o mechanistickou interpretaci ''e.''. Usiloval nejen o statist. popis rovnovážného stavu jako třeba ''Maxwell'', ale pokoušel se i o mechanistické vysvětlení evoluce k němu. Jak ukázal ''Poincaré'', ''Boltzmannovi'' se nepodařilo vyvodit zákon růstu ''e.'' z newtonské dynamiky. Musel by totiž rozřešit problém, jak mohou reverzibilní dynamické zákony pohybu částic zrodit ireverzibilní evoluci, což je bez dodatečných apriorních předpokladů sotva možné. Statist. výklad růstu ''e.'' tedy z dynamiky sice neplyne, ale přesto jí neodporuje: vratné i nevratné procesy mohou koexistovat v jednom a tomtéž vesmíru, protože termodynamická nevratnost nemusí být nutně jeho univerzálně platnou vlastností na všech úrovních vesmírného dění.

@@ Řádek 14: / Řádek 14: @@
 <span class="section_title">Literatura:</span> ''Glansdorf, P.'' – ''Prigogine, I.'': Thermodynamic Theory of Structure, Stability and Fluctuations. Brussels; ''Wiener, N.'': (1954) Kybernetika a společnost. Praha 1963.
--- ''[[:Kategorie:Aut: Král Miloslav|Miloslav Král]]''<br />
+''[[:Kategorie:Aut: Král Miloslav|Miloslav Král]]''<br />
 [[Kategorie:Aut: Král Miloslav]]
 [[Kategorie:Terminologie/akční, interakční a regulativní sociální atributy, mechanismy, role, kompetence]]
 [[Kategorie:VSgS]]