Автор Тема: К. Э. Циолковский о втором начале термодинамики  (Прочитано 2363 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Gestalt Perception

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 505
  • Пол: Мужской
Опарин Е.Г.

Известно множество формулировок второго начала термодинамики. Так, К.А. Путилов в «Лекциях по термодинамике» приводит 18 основных тождественных между собой формулировок этого начала [Л.1]. Но каждая из них, как известно, является постулатом. Нет ни одного математического доказательства второго начала, базирующегося на известных законах, которые являются на современном этапе развития науки абсолютными истинами. О доказательстве второго начала термодинамики М. Планк писал: «Во всяком случае, до настоящего времени не было дано ни одного связанного доказательства второго начала… и я не думаю, чтобы можно было paссчитывать на успех в этом направлении» [Л.2].

Казалось бы, постулативный характер такого фундaментального аспекта физики должен бы настораживать, так как он получен на основании ограниченного повседневного опыта, являющегося лишь приближённым отражением действительности; распространение выводов, полученных на основании такого опыта, за его рамки является необоснованной индукцией. Однако второе начало термодинамики ещё его основоположниками было возведено в ранг физического принципа, составляющего фундамент физики.

О значении второго начала термодинамики М. Планк писал: «Если второе начало теории теплоты справедливо всегда и если, следовательно, из всех разнообразных сил, действующих в природе, не найдётся ни одной, посредством которой тепло может передаваться от более холодного тела к более нагретому, то принципу возрастания энтропии должны подчиняться все силы природы» [Л.3].

Слепо веря основоположникам второго начала термодинамики и уверовав во всеобщность этого постyлата, физики считали его применимым ко всем явлениям природы, о чём профессор О.Д. Хвольсон писал: «Закон энтропии – это наиболее могучее из всех орудий, которыми обладает физика для отыскания самых сокровенных законов, управляющих физическими явлениями. Так как этот закон управляет всеми явлениями, то он может служить для анализа всех явлений, и в этом направлении, и этой цели им действительно пользовались и пользуются в настоящее время» [Л.4].

Не обращая внимания на то, что второе начало термодинамики получено из грубого ограниченного повседневного опыта, М. Планк утверждал: «Слепо было бы предполагать, что справедливость второго начала каким бы то ни было образом зависит от большего или меньшего совершенства физиков и химиков в наблюдательном или экспериментальном искусстве. Содержанию второго начала нет дела до экспериментирования, оно гласит in nuse: в природе существует величина, которая при всяких изменениях, происходящих в природе, изменяется водном и том же направлении. Выраженная в таком смысле, эта теорема или верна или не верна; но она остаётся тем, что она есть независимо от того, существуют ли на Земле мыслящие и измеряющие существа, и если они существуют, то умеют ли они контролировать подробности физических или химических процессов на один, два или сто десятичных знаков точнее, чем в настоящее время» [Л.5].

О соответствии второго начала термодинамики реальной действительности академик Л.Д. Ландау отмечал: «В том, что изложенные простые формулировки соответствуют реальной действительности, нет никакого сомнения: они подтверждаются всеми нашими ежедневными наблюдениями». [Л.6].

Но второе начало термодинамики, определяющее эволюцию физических систем, гласит, что Вселенная (как любая замкнутая изолированная термодинамическая система) должна целеустремлённо стремиться к состоянию равновесия вследствие необратимых процессов, происходящих внутри этой системы. Это значит, что, согласно второму закону термодинамики, Вселенная должна стремиться к состоянию, в котором все виды макроскопических движений необратимо превращаются в тепло, и любая разность температуры и плотности выравнивается.
Однако во Вселенной не наблюдается ни такого состояния, ни стремления к нему; и, как отмечают Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков, – «Наблюдаемое в настоящее время состояние Вселенной характеризуется резкой неоднородностью плотности и температуры (существуют звёзды, галактики), макроскопическими движениями и магнитными полями» [Л.7].

По мнению Я.Б. Зельдовича и И.Д. Новикова противоречие между наблюдаемым и равновесным состоянием Вселенной, определяемым вторым началом термодинамики, возникло и существует потому, «… что (молчаливо – Е.О.) в рассмотрении не учитывалась гравитация. С учётом гравитации однородное распределение вовсе не соответствует максимуму энтропии» [Л.7].

Таким образом, для устранения отмеченного выше противоречия следует признать, что второе начало термодинамики, которое, якобы, «… управляет всеми явлениями» и которому, якобы, «…должны подчиняться все силы природы», нельзя применять без учёта влияния гравитации. Значит, – следует признать, что второе начало термодинамики – не всеобщий физический принцип, составляющий фундамент физики, а ограниченный, частный закон или правило, которое справедливо подтверждалось, подтверждается и будет подтверждаться в повседневных опытах, в лабораторной практике и в технике в процессах и явлениях, в которых можно пренебречь действием гравитации. А в процессах и явлениях, в которых следует учитывать всепроникающую гравитацию, – второе начало термодинамики нельзя применять (как нельзя применять любой частный закон за границами его применимости), так как в этом случае в системах неизбежно проявление градиентов плотности и температуры.

Первым, кто это убедительно показал, был наш великий соотечественник, всемирно известный Константин Эдуардович Циолковский.

Общепризнанны и оценены по достоинству идеи К.Э. Циолковского в области освоения космоса. Общеизвестно также, что круг научных проблем, решаемых К.Э. Циолковским, не ограничивался этой областью. Как отмечал академик Б.Н. Петров, – «Научные проблемы, разработанные К.Э. Циолковским ещё в конце прошлого и в начале текущего столетия, настолько многообразны и глубоки, что при анализе его творческого наследия невольно возникает удивление, каким образом человек, работавший в столь специфических условиях, мог заглянуть так далеко вперёд и выдвинуть столько смелых идей, которые лишь в наше время начинают реализовываться» [Л.8].

Но, к сожалению, не все смелые идеи К.Э.Циолковского признаны и оценены по достоинству. Незаслуженно забыты и преданы забвению идеи К.Э. Циолковского в области термодинамики, выдвинутые им в работах «Продолжительность лучеиспускания Солнца» и «Второе начало термодинамики» [Л.9,10].

Работа К.Э.Циолковского «Второе начало термодинамики» рассматривалась paнее рядом авторов [Л.11...18]. Но при этом оценивалось лишь её философское значение; и о её значении высказывались противоречивые мнения. Так, например, В.А. Брюханов, не соглашаясь с профессором Н. Моисеевым в оценке работы К.Э. Циолковского «Второе начало термодинамики», писал: «Усвоив себе снисходительно-фамильярный тон по отношению к Циолковскому, Н. Моисеев исказил облик знаменитого деятеля науки и дал антиисторическую, однобокую оценку некоторым его трудам. Останавливаясь, в частности, на брошюре Циолковского «Второе начало термодинамики», незадачливый биограф сосредоточил своё внимание на одной ошибке «в чисто физических построениях автора» [Л.12].

Автор данной статьи хотел бы обратить внимание на то, что «в чисто физических построениях» К.Э. Циолковского, приведённых им в работе «Второе начало термодинамики», вопреки мнениям В.А. Брюханова и проф. Н. Моисеева, нет никакой ошибки, что физические построения и выводы К.Э. Циолковского безупречны в научном отношении; при этом возможны лишь дальнейшие уточнения его количественных оценок.

...


Скачать полную версию статьи Опарина Е.Г.: "К.Э. Циолковский о втором начале термодинамики"

Скачать: К.Э. Циолковский "Второе начало термодинамики"

Источник: www.rusphysics.ru
« Последнее редактирование: 11 Сентябрь 2015, 03:19:38 от Gestalt Perception »
"Человек стремится к знанию, и как только в нем угасает жажда знания, он перестает быть человеком." (Фритьоф Нансен. Исследователь)