Если речь о методологии преподавания, то я бы не сказал, что это определение особо плохое - ну никак не получится определить энтропию одной фразой, просто по природе этого понятия, возникающего во многих областях знания. Понимание приходит когда осознаешь, что это все одно и то же. Я хорошо помню момент озарения, это было на 3 курсе, мы разбирали статью для семинара Хайкина, тема была - "адиабатическое размагничивание". Я тогда просто нутром понял, как именно система ядерных спинов при ослаблении магнитного поля "высасывает" энергию из колебательных степеней свободы - благодаря той самой энтропии, которая "мера беспорядка". Пока такого "деклика" нет, нет и понимания - но тут не существует магического определения, каждый должен пройти свой путь.
С этого определения нельзя начинать, вот в чем пойнт. Никто не учит статтермодинамику до классической и неравновесную до равновесной. Ложки потом находят, а осадок остается.
Именно поэтому достаточно произнести магическое слово "дефект", и 9 из 10 человек зависают над задачей только по той причине, что понятие порядка в их голове имеет прежде всего вульгаризированную бытовую привязку.
Согласен - но при том не стоит задерживаться на клаузиусовском определении слишком долго. Я давал его в качестве тизера - типа вот смотрите что получается из чисто аксиоматического подхода, неубывающая величина с непонятным смыслом, ахах мы все умрем от тепловой смерти - а какой у этой величины микроскопический смысл расскажу на следующей неделе. И неделей позже уже демонстрируется что логарифм фазового объема это оно и есть, с иллюстрацией на модельных системах (идеальные газы, ядерные спины...).
Исторически, кстати, между определениями Клаузиуса и Больцмана прошло всего 12 лет.
Мое такое личное мнение, что определение энтропии как меры беспорядка может вводиться только тогда, когда есть прочный фундамент в виде понимания студентом того, что такое случайные и детерминированные процессы, и в связи с этими определениями, иначе это бомба замедленного действия.
Также мой педагогический опыт (допускаю, что у других людей другие студенты, и у физиков тут, конечно, совсем иная ситуация, нежели у химиков) говорит мне о том, что определение энтропии мерой беспорядка скорее мешает пониманию второго закона, чем помогает. Ну, я не знаю, возможно, кому-то удалось бы получить что-то вразумительное в ответ на вопрос, какая связь между невозможностью достижения кпд =1 для реальных систем и "мерой беспорядка", мне - нет.
Да, конечно, зависит от того, кого учим, в частности от того, на какое место ставить кинетику. У физиков все просто - кинетика это "here be dragons", 10-й том Ландавшица, когда вырастите - узнаете сами, не берите в голову раньше времени. Ну про малое отклонение от равновесия еще можно говорить, соотношения Онсагера, ФДТ, а дальше - черная магия и только отдельные результаты полученные методами ad hoc.
Как учить химиков я вообще не представляю, они с кинетики начинают, и даже равновесие вводят как кинетическое, по равенстве скоростей прямой и обратной реакции. Антиподы какие-то :)
"Никто не учит статтермодинамику до классической" Есть стойкое подозрение, что зря. 5 том Ландафшица реализует именно такой порядок изложения, и мне кажется, что он - единственно правильный, так как не требует введения невесть откуда берущихся величин и принципов, вроде "нулевого начала".
А физики могут вполне связно объяснить, откуда эти начала берутся: Закон сохр-я энергии => 1-е начало Микроканоническое распр-е и эргодическая гипотеза => 2-е начало Отсутствие потоков энергии при равновесии => определение температуры и 0-е начало Мне кажется, только такое восприятие обеспечивает связь термодинамики с "остальным миром".
Скорее вот так: 2-е начало => Микроканоническое распр-е и эргодическая гипотеза.
Если бы из многочисленных опытов не следовало существование температуры, как надежного макроскопического параметра, то не было бы и транзитивности, а это уже другая математика в статфизике. Нулевое начало первично, а матмодели вторичны, вот об чем спич.
Не могу с Вами согласиться. Разумеется, статфизика, как и любая другая теория, строится так, чтобы воспроизводить эмпирически полученные закономерности. Аналогично (может, не самая удачная аналогия, просто первое, что пришло в голову): уравнения Максвелла в определенных условиях воспроизводят законы геометрической оптики. Разве это делает второе более фундаментальным, чем первое?
воля ваша. Вопрос о первичности - метафизический. Но начала они на то и начала, что не из чего не выводятся. Наоборот, выводы делаются исходя из них при танцах от печки.
Прочитав комментарий выше: "Кто-то когда-то решил, что статфизика фундаментальней термодинамики", стал лучше понимать Вашу позицию. Был и остаюсь в числе тех самых "решивших", но благодарю Вас за интересную точку зрения.
Reply
Именно поэтому достаточно произнести магическое слово "дефект", и 9 из 10 человек зависают над задачей только по той причине, что понятие порядка в их голове имеет прежде всего вульгаризированную бытовую привязку.
Reply
Исторически, кстати, между определениями Клаузиуса и Больцмана прошло всего 12 лет.
Reply
Также мой педагогический опыт (допускаю, что у других людей другие студенты, и у физиков тут, конечно, совсем иная ситуация, нежели у химиков) говорит мне о том, что определение энтропии мерой беспорядка скорее мешает пониманию второго закона, чем помогает.
Ну, я не знаю, возможно, кому-то удалось бы получить что-то вразумительное в ответ на вопрос, какая связь между невозможностью достижения кпд =1 для реальных систем и "мерой беспорядка", мне - нет.
Reply
Как учить химиков я вообще не представляю, они с кинетики начинают, и даже равновесие вводят как кинетическое, по равенстве скоростей прямой и обратной реакции. Антиподы какие-то :)
Reply
Reply
Есть стойкое подозрение, что зря. 5 том Ландафшица реализует именно такой порядок изложения, и мне кажется, что он - единственно правильный, так как не требует введения невесть откуда берущихся величин и принципов, вроде "нулевого начала".
Reply
Reply
Закон сохр-я энергии => 1-е начало
Микроканоническое распр-е и эргодическая гипотеза => 2-е начало
Отсутствие потоков энергии при равновесии => определение температуры и 0-е начало
Мне кажется, только такое восприятие обеспечивает связь термодинамики с "остальным миром".
Reply
2-е начало => Микроканоническое распр-е и эргодическая гипотеза.
Если бы из многочисленных опытов не следовало существование температуры, как надежного макроскопического параметра, то не было бы и транзитивности, а это уже другая математика в статфизике. Нулевое начало первично, а матмодели вторичны, вот об чем спич.
Reply
Разумеется, статфизика, как и любая другая теория, строится так, чтобы воспроизводить эмпирически полученные закономерности. Аналогично (может, не самая удачная аналогия, просто первое, что пришло в голову): уравнения Максвелла в определенных условиях воспроизводят законы геометрической оптики. Разве это делает второе более фундаментальным, чем первое?
Reply
Reply
"Кто-то когда-то решил, что статфизика фундаментальней термодинамики",
стал лучше понимать Вашу позицию. Был и остаюсь в числе тех самых "решивших", но благодарю Вас за интересную точку зрения.
Reply
Мы, Термометры, прикипели к Нулевому Началу всей шкалой. ;)
Reply
Leave a comment