Законы термодинамики. Простейший пример тепловой смерти

В заметке рассмотрен простой пример с использованием законов термодинамики — достижения теплового равновесия в изолированной системе (эквивалент тепловой смерти). Пример показывает, как можно использовать энтропию изолированной системы для расчета равновесного состояния. Пример также показывает, что из неравенства во втором законе термодинамики следует невозможность самопроизвольного перехода внутренней энергии в виде теплоты от более горячего тела к более холодному. Важно отметить, что невозможность является следствием только второго закона, поскольку такой процесс не нарушает первый закон термодинамики. Именно поэтому изменение энтропии в изолированной системе ассоциируется со стрелой времени; можно сказать, что возрастание энтропии в изолированной системе задает направление самопроизвольных процессов.

Рассмотренный пример допускает пессимистическое истолкование в виде так называемой тепловой смерти вселенной. Рудольф Клаузиус после введения энтропии не упустил возможность перенести сказанное на всю вселенную: ‘Die Energie der Welt ist konstant. Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu. (Энергия мира постоянна, энтропия мира стремится к максимуму)’. Это классический пример экстраполяционизма, когда результаты исследования тепловой машины без промедления и колебаний переносятся на весь мир.

Правильная метафора тепловой смерти на базе обычной термодинамики — это теплоизолированный и закрытый бункер. Нельзя забывать, что возрастание энтропии в обычной термодинамике связано только с изолированной системой, то есть, с таким бункером. Должно быть понятно, что помещение живого в такой бункер с течением времени приведет к смерти. Также должно быть понятно, что воображаемые антиэнтропийные механизмы в биологии не помогут избежать смерти в таком бункере. В этом основная проблема разговоров про энтропию на популярном уровне — метафоры порядка и беспорядка, происходящие впрочем от самих физиков, ведут к неправильному восприятию понятия энтропии биологами и гуманитариями.

Далее: http://blog.rudnyi.ru/ru/2023/12/thermodynamics-laws-heat-death.html