Racjonalista - Strona głównaDo treści
Druga zasada termodynamiki

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
09-04-2012 16:15random (197 punktów)Druga zasada termodynamiki
Ocena 1 na 1
Oglądając kiedyś Discovery Science ("Zagadki wszechświata z Morganem Freemanem: Czy możemy żyć wiecznie?") zapamiętałem słowa profesora Michio Kaku: "Druga zasada termodynamiki mówi, że wszystko co istnieje musi się rozpaść" (Idąc za lektorem. Swoją drogą widać tu moją nieznajomość praw fizyki skoro zakładam taki wątek).
www.youtube.com/watch?v=AENppSCeWCM&t=1m32s

Jakiś czas później w mojej głowie zrodziło się pytanie na podstawie słów prof. Kaku które zadałem nauczycielowi fizyki (Pan mgr). Pan mgr nie dał mi dokończyć i natychmiast po wypowiedzeniu tych słów przerwał mi cytując z książki definicję drugiej zasady termodynamiki, stwierdził, że mówi Ona o entropii ale nie mówi nic o tym co powiedziałem.

I tu pojawia się dylemat - ufać profesorowi Kaku czy Panu mgr i podręcznikowi? Może słów profesora Kaku nie można traktować dosłownie? "Czy jest na sali jakiś fizyk?"
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

TyDraniu (6569 punktów)

>I tu pojawia się dylemat - ufać profesorowi Kaku czy Panu mgr i podręcznikowi? Może słów profesora
>Kaku nie można traktować dosłownie? "Czy jest na sali jakiś fizyk?"

Moim zdaniem ufać magistrowi i podręcznikowi, ja sam nigdy nie wiem, czy Kaku żartuje, czy mówi poważnie. Kaku miał chyba na myśli termodynamiczną strzałkę czasu, która wskazuje, że w układzie izolowanym rzeczy ogólnie rozpadają się. Nie dodał tylko, że w rzeczywistości bardzo trudno znaleźć układ izolowany, a jeżeli miał na myśli Wszechświat, to dotyczy tylko wszechświatów rozszerzających się. Gdy nasz Wszechświat zacznie się kurczyć, Kaku zmieni zdanie na przeciwne: wszystko, co istnieje, musi się złączyć.

sceptymucha (moderator, 11470 punktów)
Nie do końca rozumiem, o co Ci chodzi, ale słowa profesora dotyczyły atomów. Większość atomów jest niestabilna: pl.wikipedia.org/wiki/Izotopy_stabilne
Chyba tylko o wodorze typu p+e można mieć wątpliwości czy kiedykolwiek się rozpadnie. pl.wikipedia.org/wiki/Proton#Rozpad_protonu

Natomiast jest inna kwestia - czy to, że w każdej sekundzie w Twoim ciele rozpadają się miliardy atomów jest jednoznaczne z tym, że Ty się rozpadłeś miliardy razy? Nie, dopóki ubytki są wymieniane (pomijam psucie się biologicznych mechanizmów). Żeby je wymieniać musisz mieć energię (każda wymiana to wydatek energii). Energie bierzesz z zewnątrz (my bierzemy ze Słońca bezpośrednio lub pośrednio + energia jądrowa). W końcu źródła energii się skończą i o ile nie znajdziemy perpetuum mobile (lub wiecznego cyklu, który nas podtrzyma) to będzie dla nas koniec.

Pozdrawiam

Scorp (5381 punktów)
>I tu pojawia się dylemat - ufać profesorowi Kaku czy Panu mgr i podręcznikowi?

Panu mgr, podręcznikowi i własnemu rozumowi.

>Może słów profesora Kaku nie można traktować dosłownie?

Oczywiście, że nie można.

>"Czy jest na sali jakiś fizyk?"

Jest, może się odezwie.
-
big_zyd (37761 punktów)
(zablokowany)
>słowa profesora Michio Kaku: "Druga zasada termodynamiki mówi, że wszystko
>co istnieje musi się rozpaść"

Tak. Prawda.

>Jakiś czas później w mojej głowie zrodziło się pytanie na podstawie słów prof. Kaku które zadałem
>nauczycielowi fizyki (Pan mgr).

Ale jakie pytanie?

>Pan mgr nie dał mi dokończyć i natychmiast po wypowiedzeniu tych słów

Jakich słów?

>przerwał mi cytując z książki definicję drugiej zasady termodynamiki, stwierdził, że mówi Ona o entropii ale nie mówi nic o tym co powiedziałem.

Ale co powiedziałeś?


Nikt w PiS, ani nieoficjalnie ani w sposób złośliwy, nie nazywa Jarosława Kaczyńskiego Kaczafim. (Joachim Brudziński)
Fizyk (17637 punktów)
> zapamiętałem słowa profesora Michio Kaku: "Druga zasada termodynamiki mówi, że wszystko co istnieje musi się rozpaść"

To chyba jakiś błąd tłumaczenia. Popularna wersja drugiej zasady termodynamiki mówi, że nieporządek musi wzrastać. Ścisła definicja tego nieporządku to entropia. Entropia zamkniętego układu wzrasta (albo co najmniej nie maleje). W praktyce oznacza to, że różnice temperatur wyrównują się. Gdy wyrównają się, następuje śmierć cieplna układu, bo wszelkie procesy ustają. Życie na Ziemi (które jest procesem) może kontynuować dzięki uporządkowanemu strumieniowi energii słonecznej w zakresie widzialnym i "wydalaniu" w przestrzeń kosmiczną cieplnego nieporządku w podczerwieni. Aby żyć musimy gdzieś śmiecić.
10-04-2012 08:12 
 Ocena 1 na 1
Scorp (5381 punktów)
> Życie na Ziemi (które jest procesem) może kontynuować dzięki uporządkowanemu strumieniowi energii słonecznej w zakresie widzialnym i "wydalaniu" w przestrzeń kosmiczną cieplnego nieporządku w podczerwieni.

Zycie utrzymuje się w ten sposób, że przyswaja część energii dostarczanej ze Słońca. Pozostała cześć odbija się, rozprasza od razu lub po nagrzaniu powierzchni. Energia przyswojona jest wykorzystana na budowę struktur, poruszanie się i inne specyficzne potrzeby żywych organizmów. Bilans energetyczny życia wydaje się oczywisty.

>Aby żyć musimy gdzieś śmiecić.

Natomiast 'bilans entropii' w żaden sposób oczywisty nie jest (przynajmniej dla mnie). 'Śmiecenie' entropią (czyli jej wydalanie), 'pochłanianie' entropii ze strumienia energii, wydają się określeniami nieodpowiednimi, choćby z tego powodu, że pojęcie entropii dotyczy układu odosobnionego, więc 'ruch' entropii przez granice układu nie jest zgodny z jej sensem.

Uporządkowanie na powierzchni Ziemi wzrasta wyłącznie dzięki procesowi życiowemu, a nie dzięki strumieniowi energii słonecznej i wydalaniu energii cieplnej. Takie same warunki energetyczne występują na innych planetach, gdzie życia nie ma i nic nie wzrasta. Wniosek z tego taki, że II zasada termodynamiki nie stosuje się do układów, w których jest zawarty aktywny proces życiowy. Chyba zresztą nie takie układy miał na myśli Bolzmann.

Zgadzasz się?
-
10-04-2012 09:25 
 Ocena 2 na 2
sceptymucha (moderator, 11470 punktów)
Jeśli można wtrącić słówko.
Jeśli rozpatrujesz planety bez życia, to warto byś spojrzał na bilans energetyczny wyjścia-wejścia. Albo energia słoneczna nie jest kumulowana wcale (tyle samo oddaje co dostaje), albo kumulowanie jest "chwilowe" i oznacza jakąś zmiane na planecie (na przykład zmiane składu atmosfery, bo słońce roztopiło lodowce), która to zmiana jest procesem skończonym w czasie i nie oznacza powstania życia.

Życie jakie znamy, w szczególności roślinne fotosyntetyzujące zmienia bilans energetyczny planety. Pochłonięta energia idzie na budowę bardziej złożonych struktur (antyentropijne).

Pozdrawiam

10-04-2012 10:17 
 Ocena 1 na 1
Scorp (5381 punktów)
>Jeśli można wtrącić słówko.

Można, bardzo proszę

>Jeśli rozpatrujesz planety bez życia, to warto byś spojrzał na bilans energetyczny wyjścia-wejścia.

Właśnie to rozpatruję i stwierdzam, że bilans energetyczny planet bez życia i planet z biosferą różni się w sposób istotny. Może ilościowo, na początku, nieznacznie, ale różnica jest istotna, ponieważ na planecie z życiem trwa mocno nieliniowy proces przyśpieszający kumulację energii w tempie szybszym niż proces lawinowy. Nawet wykładnika wzrostu nie da się określić, ponieważ ten proces ma nawet zdolność zmiany reguł, według których się odbywa. Mowa o życiu, oczywiście.

>Życie jakie znamy, w szczególności roślinne fotosyntetyzujące zmienia bilans energetyczny planety. Pochłonięta energia idzie na budowę bardziej złożonych struktur (antyentropijne).

Fotosynteza to prawdopodobnie pierwszy historycznie proces wykorzystujący energię dostarczana przez słońce, ale bynajmniej nie ostatni. Ogniwa fotowoltaiczne, przy nieco mniejszej sprawności, mają jednak szerszy zakres warunków stosowalności, dlatego one znalazły się w kosmosie, a nie jakies algi czy inne żyjątka.
-
10-04-2012 10:59 
 Ocena 3 na 3
sceptymucha (moderator, 11470 punktów)
Ok, w takim razie w większości się zgadzamy. Nie zrozumiałem, w którym miejscu miałeś problem z postem "Fizyka". Teraz wiem (albo myślę, że wiem), że chodziło Ci o 'śmiecenie', wydalanie energii poza planetę.
Sprawność kontroli przepływu energii przez procesy życiowe nie jest stuprocentowa. A już działalność człowieka jest wyraźnie na minusie - zużywa on zgromadzone przez miliony lat zapasy paliwa. Jeśli nie dojdziemy do punktu, gdzie stworzymy własne porządne przetworniki energii (słonecznej lub jądrowej), prawdopodobnie zginiemy i pociągniemy za sobą sporą część biosystemu Ziemi. Jeśli stworzymy, prawdopodobnie też zginiemy, bo podgrzejemy atmosferę Ziemi i się upieczemy. Pozostaje mieć nadzieję, że znajdziemy drogę między tymi dwoma zagrożeniami.

Pozdrawiam

11-04-2012 20:27 
 Ocena 3 na 3
Fizyk (17637 punktów)
> Bilans energetyczny życia wydaje się oczywisty.

Tak, z energetycznego punktu widzenia sprawa jest jasna.

> Natomiast 'bilans entropii' w żaden sposób oczywisty nie jest (przynajmniej dla mnie).

Poniekąd prawda: z entropią są tu kłopoty, bo pojęcie to zazwyczaj jest stosowane do układów izolowanych. Niemniej Ilya Prigogine rozszerzył to pojęcie na układy otwarte, za co między innymi dostał nagrodę Nobla.

> II zasada termodynamiki nie stosuje się do układów, w których jest zawarty aktywny proces życiowy.

To nie jest prawda. Druga zasada termodynamiki jest prawem uniwersalnym, ale trzeba pamiętać, że stosuje się ona do układu zamkniętego. Na przykład, jeżeli zamkniesz się w izolowanym pokoju, to entropia takiego układu będzie wzrastać.
Scorp (5381 punktów)
>> II zasada termodynamiki nie stosuje się do układów, w których jest zawarty aktywny proces życiowy.
>To nie jest prawda.

No to się nie zgadzamy.

>Druga zasada termodynamiki jest prawem uniwersalnym, ale trzeba pamiętać, że stosuje się ona do układu zamkniętego.

Nie żebym się czepiał słówek, ale gdyby była prawem uniwersalnym nie byłyby potrzebne założenia. Prawo przyciągania Newtona jest prawem uniwersalnym, bo nie wymaga określenia układu w którym działa, a w którym nie. Działa wszędzie.

Zmiana sformułowania II ZT, jaką proponuję czyli warunek "układ nieżywy" jest analogiczny do "układ zamknięty". Jest to tylko niewielka modyfikacja, uzupełnienie o coś, czego Bolzmann nie przewidział, ale implikacje teoretyczne ma bardzo duże. Zdaję sobie z tego sprawę i dlatego nie uważam, że konieczność tego dodatkowego warunku już udowodniłem, bynajmniej. Wyrażam tylko swoje przekonanie, dobrze, jak sądzę, uzasadnione, oparte na spekulacjach, porówaniu układów z życiem w środku i bez.

>Na przykład, jeżeli zamkniesz się w izolowanym pokoju, to entropia takiego układu będzie wzrastać.

Nadmierne uproszczenie.

Jestem teraz zajęty czymś innym, ale wrócę do II ZT za czas jakiś i spróbuję opisać to w taki sposób, żeby nie dało się tego ot tak odrzucić.
-

>
13-04-2012 19:39 
 Ocena 2 na 2
Fizyk (17637 punktów)
>>> II zasada termodynamiki nie stosuje się do układów, w których jest zawarty aktywny proces życiowy.
>> To nie jest prawda.
> No to się nie zgadzamy.

Serio?


> Jestem teraz zajęty czymś innym, ale wrócę do II ZT za czas jakiś i spróbuję opisać to w taki sposób, żeby nie dało się tego ot tak odrzucić.

Mam wątpliwości czy Ci się to uda.
Cytat:
If someone points out to you that your pet theory of the universe is in disagreement with Maxwell's equations - then so much the worse for Maxwell's equations. If it is found to be contradicted by observation - well these experimentalists do bungle things sometimes. But if your theory is found to be against the second law of thermodynamics I can give you no hope; there is nothing for it but to collapse in deepest humiliation.
- Sir Arthur Stanley Eddington, Gifford Lectures (1927)

Scorp (5381 punktów)
>> No to się nie zgadzamy.
>Serio?

Serio. Z tą ilustracją przesadziłeś. Dla oceny teorii jest obojętne kto ją głosi, ważne jest tylko jaka jest. Ja zresztą nie zamierzam usunąć entropii ze słownika nauki, jakby sugerował ten humorystyczny obrazek, tylko nieco zmodyfikować jej definicję, albo zakres stosowalności.

> Cytat:
... there is nothing for it but to collapse in deepest humiliation.
- Sir Arthur Stanley Eddington, Gifford Lectures (1927)


Mam nadzieję, że jeżeli/kiedy wystarczająco uzasadniona wersja tej 'pet theory' dostanie się a Twoje ręce (przed czym, mam nadzieję, się nie uchylisz), to nie będziesz się opierał na autorytetach, tylko na rozsądku.
-
13-04-2012 22:01 
 Ocena 1 na 1
Fizyk (17637 punktów)
> Mam nadzieję, że jeżeli/kiedy wystarczająco uzasadniona wersja tej 'pet theory' dostanie się a Twoje ręce (przed czym, mam nadzieję, się nie uchylisz), to nie będziesz się opierał na autorytetach, tylko na rozsądku.

Oczywiście. Chciałem Cię tylko ostrzec na co się porywasz. Było wiele prób ominięcia drugiej zasady termodynamiki. Polecam zbiór artykułów na ten temat.
Marcuch (664 punktów)
>I tu pojawia się dylemat - ufać profesorowi Kaku czy Panu mgr i podręcznikowi? Może słów profesora
>Kaku nie można traktować dosłownie?

Polegaj na profesorze, unikniesz błędów tłumaczenia. Poza tym Kaku, nawet jeśli to dobry naukowiec, jako popularyzator partaczy: chcąc być efektownym i szeroko zrozumiałym rezygnuje z poprawności merytorycznej i wpada w dwuznaczniki i inne pułapki języka potocznego. Poza tym profesorowi możesz zadać pytania precyzujące, a on ma obowiązek udzielić fachowej odpowiedzi.

Wróć do listy wątków działu Nauka
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365