Содержание
1. 3 начала термодинамики и классическая концепция развития2
2. Земля среди других планет солнечной системы7
Литература28
1. 3 начала термодинамики и классическая концепция развития
Классическую термодинамику Клаузиуса издавна называют королевой наук. Это замечательная научная система, детали которой ни по красоте, ни по блестящей законченности не уступают всей системе в целом. Последние слова принадлежат М. Планку. Такую славу она снискала благодаря предельной широте и универсальности своего фундамента - первого и второго , начал, которым призвано подчиняться все сущее. Именно поэтому термодинамике было суждено сыграть роль стартовой площадки при разработке общей теории природы.
Этот принципиально новый взгляд на мир был сформулирован лишь во второй половине XX в., хотя сама идея развития была присуща научному мировоззрению еще с начала XIX в. Самое полное свое воплощение классическая концепция развития нашла в эволюционной теории Ч. Дарвина, которая объясняла, как из простейших организмов развились высокоорганизованные, включая человека.
Но классические естественные науки, прежде всего физика и астрономия, составлявшие основу научного мировоззрения XIX в., оставались в стороне от эволюционных идей. До середины века они исходили из представления о статичности и неизменности Вселенной. Ситуация изменилась после открытия в 1850 г. Р. Клаузиусом второго начала термодинамики, когда в науке утвердилась идея, что Вселенной присуще развитие, но оно идет от порядка к хаосу — состоянию термодинамического равновесия (одинаковая температура во всей Вселенной). Это самое простое из всех возможных состояний закрытой системы, которой тогда считалась Вселенная. Господствующей тенденцией в развитии материи признавалось стремление к разрушению случайно возникшей упорядоченности и возвращение к исходному хаосу.
В основе классических представлений о развитии лежали идеи классической термодинамики — физической науки, занимающейся изучением наиболее общих свойств макроскопических тел, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессов перехода между этими состояниями. Важнейшей задачей этой науки является анализ взаимопревращения Различных видов энергии. Эта наука основывается на трех основных постулатах, или началах.
Первое начало термодинамики известно как закон сохранения энергии. Это фундаментальный закон, согласно которому важнейшая физическая величина — энергия — сохраняется неизменной в изолированной системе. Когда мы говорим о сохранении энергии, мы имеем в виду механическую, тепловую и внутреннюю энергию, т.е. энергию, зависящую лишь от термодинамического состояния системы. Она складывается из движения атомов, энергии химических связей и других типов энергий, связанных с состоянием электронов в атомах и молекулах.
Количественная формулировка этого закона звучит так: тепло, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил. Например, если вы поместите градусник, используемый для измерения температуры тела, в стакан с водой с температурой 50°С, то через минуту вы услышите характерный звон разбитого стекла: это ртуть, расширившись (а расширение связано с увеличением межатомных расстояний, т.е. с увеличением внутренней энергии ртути) и не имея выхода, надавила на стекло резервуара, совершила работу и разрушила его.
Согласно этому закону, в изолированной системе энергия может только превращаться из одной формы в другую, но ее количество всегда остается постоянным. Если система не изолирована, энергия может изменяться за счет обмена между частями системы или разными системами. Например, ежедневно мы сталкиваемся с тем, что горячий чайник, охлаждаясь, нагревает воздух. Науке сегодня не известна ни одна причина, которая могла бы привести к нарушению этого закона. Иначе был бы возможен вечный двигатель, создающий энергию из ничего. Поэтому первый закон термодинамики более известен в другой редакции: нельзя построить вечный двигатель первого рода, то есть такую машину, которая совершала бы работу больше подводимой к ней извне энергии.
