Энергия, энтропия, энергетика. Идеи И. Пригожина и их значение для современной науки

Реферат

Энергия, энтропия и энергетика. Идеи И. Пригожина и их значение для современной науки, специальность ЭПЗ-07, Новокузнецк, 2009 г., курсовая работа, пояснительная записка 26 стр., 8 источников, 1 приложение.

ЭНЕРГИЯ, ПОНЯТИЕ ЭНТРОПИИ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ПОНЯТИЯ ЭНТРОПИИ, ТЕРМОДИНАМИКА И ЭНТРОПИЯ, ТЕРМОДИНАМИКА НЕРАВНОВЕСНЫХ ПРОЦЕССОВ И ЭНТРОПИЯ, ЭНЕРГЕТИКА, ЭЛЕКТРОЭНЕР

ГЕТИКА, ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА, ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА, ГИДРОЭНЕРГЕТИКА, ИДЕИ И. ПРИГОЖИНА И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Объектом исследования является энергия, энергетика и энтропия.

Предмет исследования – виды энергетики, формы энергии, энтропия в термодинамике и термодинамике неравновесных процессов, исследования И. Пигожина.

Цель работы – выявить значение энергии, энтропии и энергетики. Рассмотреть идеи И. Пригожина и обозначить их значение для современной науки

В процессе работы были изучены теоретические аспекты энтропии, энергии и энергетики, рассмотрены виды энергетики и энтропии.

В результате исследования была выявлена роль энергии, энтропии и энергетики в физических процессах и науке; значение идей И. Пригожина.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Энергия

Понятие энтропии. Статистический смысл понятия энтропии

Термодинамика и энтропия

Термодинамика неравновесных процессов и энтропия

Энергетика

Электроэнергетика

Теплоэнергетика

Ядерная энергетика

Гидроэнергетика

Идеи И. Пригожина и их значение для современной науки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение

Предметом работы является энергия, энтропия и энергетика. Целью данной работы является изучение энтропии, энергии, энергетики; рассмотрение равновесия в живой природе и изучение идей И. Пригожина. Поставленная цель, ставит решение следующих задач: рассмотрения понятия энтропии, энергии, энергетики статистического смысла данного понятия, энтропии как меры степени неопределенности; ознакомление с видами энергии и энергетики; изучение идей И. Пригожина и выявить их значение для современной науки.

Данная тема актуальна, так как трудно найти понятия более общие для всех наук (не только естественных) и, вместе с тем, иногда носящих оттенок загадочности, чем энтропия, энергия и энергетика. Энергия - не только одно из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле - естественнонаучного) содержания, оно имеет многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.

Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива - водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. Остаются два пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Отчасти это связано с самими названиями. Если бы не звучное название “энтропия” осталась бы с момента первого рождения всего лишь “интегралом Клаузиуса”, вряд ли она бы не рождалась вновь и вновь в разных областях науки под одним именем. Кроме того, ее первооткрыватель Клаузиузус, первым же положил начало применению введенного им для, казалось бы узкоспециальных термодинамических целей понятия к глобальным космологическим проблемам (тепловая смерть Вселенной). С тех пор энтропия многократно фигурировала в оставшихся навсегда знаменитыми спорах. В настоящее время универсальный характер этого понятия общепризнан и она плодотворно используется во многих областях.

Энергия

Энергия (от греч. enйrgeia — действие, деятельность), общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Вследствие существования закона сохранения энергии понятие энергии связывает воедино все явления природы. Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую. В соответствии с различными формами движения материи рассматривают различные формы энергии: механическую, электромагнитную, ядерную и др. Это подразделение до известной степени условно. Так, химическая энергия складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии взаимодействия электронов друг с другом и с атомными ядрами. Внутренняя энергия равна сумме кинетической энергии хаотического движения молекул относительно центра масс тел и потенциальных энергии взаимодействия молекул друг с другом. Энергия системы однозначно зависит от параметров, характеризующих состояние системы. В случае непрерывной среды или поля вводятся понятия плотности энергии, т. е. энергия в единице объема, и плотности потока энергии, равной произведению плотности энергии на скорость ее перемещения.

В относительности теории показывается, что энергия тела Е неразрывно связана с его массой Т соотношением Е = Тс2, где с — скорость света в вакууме. Согласно классической физике, энергия любой системы меняется непрерывно и может принимать любые значения. Согласно квантовой теории, энергия микрочастиц, движение которых происходит в ограниченной области пространства (например, электронов в атомах), принимает дискретный ряд значений. Атомы излучают электромагнитную энергию в виде дискретных порций — световых квантов, или фотонов.

Энергия измеряется в тех же единицах, что и работа: в системе СГС — в эргах, в Международной системе единиц (СИ) — в джоулях; в атомной и ядерной физике и в физике элементарных частиц обычно применяется внесистемная единица — электрон-вольт. [1, 32-34]

Понятие энтропии. Статистический смысл понятия энтропии

Энтропия (от греч. entropia - поворот, превращение) - мера неупорядоченности больших систем. Впервые понятие "энтропия" введено в XIX в. в результате анализа работы тепловых машин, где энтропия характеризует ту часть энергии, которая рассеивается в пространстве, не совершая полезной работы (отсюда определение: энтропия - мера обесценивания энергии). Затем было установлено, что энтропия характеризует вероятность определенного состояния любой физической системы среди множества возможных ее состояний. В закрытых физических системах все самопроизвольные процессы направлены к достижению более вероятных состояний, т. е. к максимуму энтропии . В равновесном состоянии, когда этот максимум достигается, никакие направленные процессы невозможны. Отсюда возникла гипотеза о тепловой смерти Вселенной. Однако распространение на всю Вселенную законов, установленных для закрытых систем, не имеет убедительных научных оснований. В XX в. понятие " энтропия " оказалось плодотворным для исследования биосистем, а также процессов передачи и обработки информации. Эволюция в целом и развитие каждого организма происходит благодаря тому, что биосистемы, будучи открытыми, питаются энергией из окружающего мира. Но при этом биопроцессы протекают таким образом, что связанные с ними "производство энтропии " минимально. Это служит важным руководящим принципом и при разработке современных технологических процессов, при проектировании технических систем. Количественная мера информации формально совпадает с "отрицательно определенной " энтропией. Но глубокое понимание соответствия энтропии физической и информационной остается одной из кардинальных недостаточно исследованных проблем современной науки. Ее решение послужит одним из важных факторов становления нового научно-технического мышления.[2, 48-49]

 Скачать реферат