Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Сосновский, Л.А.
Развитие понятия об энтропии: от термодинамики до космологии. Сообщение 1. Понятие об энтропии: термодинамика, механика, информатика, трибофатика, механотермодинамика = Development of the concept of entropy: from thermodynamics to cosmology. Part 1. The concept of entropy: thermodynamics, mechanics, informatics, tribo-fatigue, mechanothermodynamics / Л. А. Сосновский, С. С. Щербаков. – DOI 10.46864/1995-0470-2020-3-52-78-88 // Механика машин, механизмов и материалов / гл. ред. С.Н. Поддубко; учредитель Национальная академия наук Беларуси, Объединенный институт машиностроения. – 2020. – №3. – С. 78-88. – На рус. яз.

Проблемы важнее решения.Решения могут устареть, а проблемы остаются.Н. БорВ работе изложен математический подход к понятию энтропии. Дан его анализ в различных разде лах науки (термодинамика, механика и др.), и составлена сводка основных «энтропийных закономер ностей». Сформулировано семь полезных определений энтропии для аддитивных процессов (систем). Особо подчеркивается, что термодинамическая энтропия не является сохраняемой величиной, не мо жет наблюдаться непосредственно и не имеет материального содержания. Эти три «не» существенно затрудняют использование понятия энтропии в инженерных приложениях. Установлено, что понятия энтропии кардинально различаются для аддитивных и неаддитивных процессов (систем). Для первых энтропия (в термодинамике) - это характеристика рассеяния энергии. А для вторых (в трибофати ке) - характеристика ее поглощения. В механотермодинамике анализируются оба этих процесса. При этом между компонентами энергии и, следовательно, энтропии, а также повреждениями элементов системы, обусловленными нагрузками разной природы, возникают специфические взаимодействия. На макроуровне Λ-функции таких взаимодействий оказываются вполне аналогичными параметрам неаддитивности в q-исчислении (на наноуровне). Это указывает на фундаментальность современных представлений о неаддитивных системах. Изложены основные представления о трибофатической и механотермодинамической энтропии. Установлены следующие их особенности: объект (система вза имодействующих сред, а не среда); состояние объекта (текущее и предельное, а не только текущее); не рассеянная, а эффективная энергия, затрачиваемая непосредственно на производство повреждений; неаддитивность (взаимодействие компонент энергии, энтропии, повреждений, обусловленных нагруз ками разной природы). Записан и анализируется всеобщий закон неуклонного роста энтропии. Пока зано, что эволюция системы в общем случае определяется интенсивностью процессов необратимого изменения энтропии - термодинамической и трибофатической, т. е. объединенной механотермоди намической энтропии. А производство энтропии также вечно, как движение и повреждение материи. Именно поэтому понятие об энтропии оказалось полезным и в космологии. В этой связи известная аналогия термодинамики и механики черных дыр в космологии признается недостаточной. Выдвигается гипотеза об аналогии механотермодинамики и механики черных дыр на основе понятий о трибофатиче ской и механотермодинамической энтропии. Дается первое обоснование этой аналогии и анализируется ее перспективность. Статья публикуется в двух сообщениях.
The paper describes a mathematical approach to the concept of entropy. Its analysis is given in various fields of science (thermodynamics, mechanics, etc.) and a summary of the main “entropy laws” is compiled. Seven useful definitions of entropy for additive processes (systems) are formulated. It is emphasized that thermodynamic entropy is not a conserved quantity, cannot be observed directly, and has no material content. These three “not” significantly complicate the use of the concept of entropy in engineering applications. It has been established that the concepts of entropy are fundamentally different for additive and non-additive processes (systems). For the for mer, entropy (in thermodynamics) is a characteristic of energy dissipation. And for the latter (in tribo-fatigue) this is a characteristic of its absorption. In mechanothermodynamics, both of these processes are analyzed. In this case, between the energy components (and, therefore, entropy, as well as damage to system elements caused by loads of different nature), specific interactions arise. It is shown that Λ-functions at the macro level turn out to be completely analogous to the non-additivity parameters in the q-calculus (at the nanoscale). This indicates the fundamental nature of modern concepts of non-additive systems. The basic concepts of tribo-fatigue and mechanothermody namic entropy are presented. Their following features are established: an object (a system of interacting media, not a medium); the state of the object (current and limiting, not just current); not dispersed, but effective energy spent directly on the production of damage; non-additivity (the interaction of energy components, entropy, damage caused by loads of different nature). The universal law of steady growth of entropy is written and analyzed. It is shown that the evolution of the system in the general case is determined by the intensity of the processes of irreversible changes in entropy - thermodynamic and tribo-fatigue, i.e. combined mechanothermodynamic entropy. And entropy production is as eternal as movement and damage. That is why the concept of entropy has proved useful in cosmology. In this regard, the well-known analogy of thermodynamics and mechanics of black holes in cosmology is recognized as insufficient. A hypothesis is put forward on the analogy of mechanothermodynamics and mechanics of black holes based on the concepts of tribo-fatigue and mechanothermodynamic entropy. The first substantiation of this analogy is given and its prospects are analyzed. The article is published in two parts.

536

общий = БД Техника
общий = ЭНТРОПИЯ (термодинам.)
общий = ТЕРМОДИНАМИКА
общий = КОСМОЛОГИЯ
общий = ТРИБОФАТИКА
общий = НЕРАВНОВЕСНЫЕ ПРОЦЕССЫ
общий = СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
общий = КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА