В 18 в. были изобретены паровые насосы, а затем паровые машины. возникла и стала быстро развиваться термодинамика. Процесс ее развития был фактически процессом интеграции знаний. Если в начале века только что родившаяся термодинамика выступала как механическая теория теплоты, то на склоне века она представляла собой общую теорию, выходящую собственно за рамки тепловых явлений, применимую ко всем физическим и химическим процессам, происходящим в веществе, в различных системах. Важным достижением на пути этого процесса интеграции знаний было открытие закона сохранения и превращения энергии.
Открытие закона сохранения и превращения энергии связывают с именами Р. Майера, Д. Джоуля, Г. Гельмгольца. Второе начало термодинамики было впервые сформулировано в 1850 г. Р.Клаузиусом и в 1851 У.Томсоном (Клаузиус ввел понятия внутренней энергии, а также величины, названной «энтропией»). На современном научном языке второе начало термодинамики звучит так: В необратимых процессах полная энтропия системы всегда возрастает. Клаузиус и Томсон пришли к фундаментальному выводу, что «миру грозит тепловая смерть». И в то же время «энергия мира остается неизменной». Второй закон термодинамики называют законом возрастания энтропии.
Тепловые и механические процессы несхожи. Все явления, описываемые механикой Ньютона, – чисто механические явления – обратимы. Это значит, что законы механики не меняются при изменении знака времени, т.е. замены в формулах t на – t. В самом деле, второй закон Ньютона содержит ускорение (вторую производную от перемещения по времени), где время в квадрате.
Но что такое знак времени? Время течет из прошлого через настоящее в будущее. Возвращение назад не происходит. Действительность необратима. Человек рождается, растет, достигает зрелости, старится и умирает. Жизнь необратима. Если выразить математически, то в уравнение движения войдет сила трения, пропорциональная скорости, (скорость в первой степени и инвариантность по отношению к замене t на – t исчезает).
Если два тела с разными температурами, находятся в контакте, теплота перетекает от более нагретого тела к менее нагретому. Температуры выравниваются. Прошлое – разность температур, будущее – равные температуры. Процесс перехода теплоты от одного тела к другому необратим. Невозможно самопроизвольно разделение тела, находящегося при определенной температуре, на две части горячую и холодную. Различие между механическими и тепловыми явлениями оказались связанными с самыми глубокими вопросами естествознания.
Энтропия открыла путь от технологии (тепловые машины) к космологии. Он знаменовал переход от существующего к возникающему (по словам И. Пригожина).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему