Максимизировалась бы энтропия в равновесии, если бы не было необратимых процессов? [закрыто]

Я прочитал этот вопрос , но он не отвечает на мой вопрос:

В действительно идеальной изолированной системе (скажем, в идеальном газе) вполне возможно, что не существует необратимого процесса, при котором чистое производство энтропии равно нулю. В таком случае энтропия системы не изменится по сравнению с начальным значением. Означает ли это, что система не будет развиваться в направлении равновесия? или есть другие причины, которые заставляют систему развиваться в направлении равновесия и максимизировать энтропию?

Вы просмотрели документы, которые я предложил в предыдущей версии этого вопроса, который вы удалили? А именно этот и этот (среди многих-многих других).
@YvanVelenik Пока нет, но спасибо, посмотрю на них
Я вас не понимаю. Пожалуйста, объясните, как вы переходите от «вполне возможно, что не существует необратимого процесса, при котором чистое производство энтропии равно нулю» к изолированному «энтропия системы не изменится по сравнению с ее начальным значением».
Если нет необратимых процессов, то вы находитесь в равновесии. Если вы находитесь в равновесии, вы находитесь в состоянии максимальной энтропии.
@ user253751 какое-либо оправдание для «Если нет необратимых процессов, значит, вы в равновесии. Если вы в равновесии», или это просто ваша интуиция? Знаете, в науке, если вы не обосновываете свои аргументы, нет смысла просто говорить о том, что вы думаете.
@hyportnex вы знаете, энтропия системы изменяется либо за счет теплообмена с окружающей средой, либо за счет производства энтропии процессами внутри системы. Первое невозможно, поскольку система изолирована, и мы предполагаем, что второе тоже невозможно, поскольку мы говорим об идеальной системе, в которой нет трения или чего-то подобного.
Вы должны объяснить в своем посте, почему вопрос, на который вы ссылаетесь, не отвечает на ваш вопрос. Для меня это так, поэтому было бы полезно понять, почему этого поста недостаточно. В противном случае я бы все равно пометил как дубликат.
@AaronStevens Потому что все объяснения даны с точки зрения некоторых конкретных примеров; знаем ли мы, что максимизация энтропии является универсальным принципом? или просто общая черта повседневных явлений.
@onurcanbektas Ну, это совсем другой вопрос. Какой из них вы хотите спросить?
@AaronStevens Нет, это одни и те же вопросы; на один из них можно ответить из ответа другого.
Теперь я вижу источник вашего замешательства! Отсутствие фрикционно-вязких процессов недостаточно для поддержания постоянной энтропии в изолированной системе, энтропия может увеличиваться при любой необратимости, например при свободном расширении идеального газа в пустом пространстве. Как сказал Пиппард, равновесная энтропия связана не с процессом, а скорее с существующими ограничениями , поддерживающими равновесие; это может вам помочь: physics.stackexchange.com/questions/534173/…
@hyportnex «например, свободное расширение идеального газа в пустом пространстве»: энтропия увеличивается? как?
Хотя бесплатное расширение @hyportnex необратимо
@Aaron_Stevens да, конечно, в том-то и дело, иначе энтропия не увеличивалась бы; сначала газ (идеальный) был в малом объеме - одна связь, одна энтропия; затем в стене проделывается отверстие, и теперь газ занимает другой больший объем, у нас есть другое ограничение и другая, но большая энтропия. Между этими двумя равновесиями единственная разница заключается в отверстии в стене, которое является ограничением.

Ответы (1)

Прочитав ваш пост несколько раз и прочитав различные комментарии других, а также ваши ответы, я думаю, что вопрос о том, максимизируется ли энтропия «действительно» изолированной системы, зависит от роли, которая ограничивает внутренние ограничения системы. играть, чтобы предотвратить инициирование необратимых процессов в изолированной системе. Вот мои мысли.

Допустим, у вас есть система, состоящая из однокомпонентного идеального газа, содержащегося в жесткой, идеально теплоизолированной камере. Жесткие изолированные стены камеры образуют границу между системой и окружающей средой. Таким образом, система (идеальный газ) считается изолированной.

Теперь внутри нашей изолированной системы находится неподвижная перегородка, которая делит газ на два равных объема. Условимся, что температура и давление газа по одну сторону перегородки такие же, как по другую. Тогда мы сказали бы, что газы по обе стороны перегородки находятся в тепловом и механическом равновесии друг с другом и что наша изолированная система находится в равновесии внутри. Более того, если бы перегородку как-то осторожно удалили, чтобы сам акт ее удаления не «нарушил» систему, система все равно находилась бы в тепловом и механическом равновесии. Другими словами, разбиение не имеет значения, а энтропия системы уже максимальна.

Теперь предположим, что температура газа на левой стороне неподвижной перегородки больше, чем на правой, и что наша перегородка идеально теплоизолирована и закреплена на месте. Поскольку объемы одинаковы, давление на левой стороне также выше, чем на правой стороне. Итак, мы еще раз спрашиваем, находится ли наша система внутри в тепловом и механическом равновесии? Является ли энтропия нашей системы «максимальной»?

Чтобы газ слева и справа находился в тепловом равновесии, чтобы подчиняться нулевому закону, не должно было бы быть никакого чистого потока тепла, если бы перегородка была проницаемой для тепла. Однако в нашем случае теплового потока нет, так какперегородка не пропускает тепло. Точно так же, чтобы газ слева и справа находился в механическом равновесии, если перегородка не была зафиксирована на месте, газ с более высоким давлением слева не выполнял бы никакой работы по сжатию газа справа. Это тоже было бы не так. Короче говоря, если бы перегородка не была теплоизолирована и не закреплена на месте, внутри системы происходил бы теплообмен и/или работа. Причем процессы были бы необратимы, так как теплота не будет самопроизвольно перетекать из правой стороны обратно в левую, а газ справа не будет самопроизвольно совершать работу по сжатию газа слева, чтобы вернуть систему в исходное состояние. Потребуется вмешательство окружения, что, в свою очередь, изменит окружение.

Хотя технически система внутри не находится в тепловом или механическом равновесии, пока ограничение остается в силе, не могут происходить необратимые процессы и не может производиться энтропия. Но мы полагаемся на внутреннее ограничение, чтобы не допустить необратимых процессов. Мы могли бы также спросить, если возможно изменить характеристики ограничения, является ли тогда система действительно изолированной? Любая система действительно изолирована?

В качестве пищи для размышлений, я надеюсь, что это поможет.

Большое спасибо, это действительно помогло
Кстати, хочу лишь отметить, что при наличии термически изолированной неподвижной стены между левым и правым, независимо от температур отсеков, вся система находится в равновесии, потому что при заданных условиях эта система будет не меняет своего состояния с течением времени. Тот факт, что вы в основном меняете саму систему, удаляя стену (или позволяя ей быть термически прозрачной), следовательно, состояние равновесия изменяется.
@onurcanbektas Я не согласен с вами, просто хотел показать, что здесь есть тонкости. Технически в соответствии с законом Нуля газы с разными температурами на каждой стороне улицы-перегородки не находятся в тепловом равновесии друг с другом, потому что, если бы перегородка была проницаема для тепла, происходила бы передача энергии. С другой стороны, поскольку в нашей изолированной системе, состоящей из обеих сторон и перегородки, ничего не меняется, система находится в равновесии. Это действительно зависит от того, как вы определяете систему.
Максимизировалась бы энтропия в равновесии, если бы не было необратимых процессов? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v