|
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Энтропия, ее виды и основные примеры
Энтропия, ее виды и основные примеры
Иркутский государственный университет
Международный факультет
Кафедра коммерции
РЕФЕРАТ
На тему: «Энтропия, ее виды и основные примеры»
Выполнила:
Студентка II курса
Группы 11224 (1)
Полякова А.П.
Проверила:
Преподаватель: Кутимская
Марина Александровна
Иркутск 2004
Содержание
Введение
Глава 1. Виды энтропии
Глава 2. Примеры энтропии
Заключение
Список литературы
Введение
Энтропия
В словаре иностранных слов
встречается следующее определение энтропии: энтропия [древнегреческое en в, внутрь +trope поворот, превращение] – 1) в физике – одна из
величин, характеризующих тепловое состояние тела или системы тел; мера
внутренней неупорядоченности системы; при всех процессах, происходящих в
замкнутой системе, энтропия или возрастает (необратимые процессы) или остается
постоянной (обратимые процессы); 2) в теории информации – мера неопределенности
ситуации (случайной величины) с конечным или четным числом исходов, например,
опыт, до проведения которого результат в точности неизвестен.
Понятие
энтропии впервые было введено в науку Клаузиусом в 1865 г. как логическое
развитие термодинамики Карно.
Но я
характеризую это понятие как мера хаоса. По моему мнению, это самое оптимальная
тема на данный момент потому, что она полностью связана с жизнью. Энтропия
находится во всем. В природе, в человеке, в различных науках. Даже зарождение
человека в утробе матери начинается с хаоса. Энтропию также можно связать с
образованием планеты, так как до появления Бога на Земле все природные явления
и все, что было на планете, находилось в высокой степени энтропии. Но по
истечению семи дней, планета приобрела упорядоченный вид, то есть все встало на
свои места.
Основываясь
на моих выводах, я бы хотела подробнее разобрать это явление и так сказать
снизить энтропии понимания этого явления.
Глава 1. Виды энтропии
Для начала, я
бы хотела рассмотреть основные виды энтропии, для того чтобы, на основе этих
видов разобрать примеры энтропии, которые напрямую связаны с нашей прошлой,
настоящей и будущей жизнью.
Сегодня в
литературе встречается, по меньшей мере, четыре формы энтропии:
Во-первых,
энтропия как мера неопределенности
состояния любой вполне упорядоченной физической системы, или поведения
любой системы, включая, живые и неживые объекты и их функции. Именно эта
форма энтропии, связанная с неопределенностью состояния системы, находит
в последнее время наибольшее распространение при исследовании, как живых, так и
неживых объектов и процессов.
Во-вторых,
термодинамическая
энтропия микрочастиц, или молекулярного (микроскопического) множества.
В-третьих,
информационная
энтропия, или неопределенность информации, т.е. сведений о некоторой
информационной системе. Известно, что совпадение по виду формул для энтропии
и информации послужило основанием для утверждения, что энтропия
есть недостающая информация о состоянии системы. Было предложено
использовать термин негэнтропия как тождественной связанной информации о
состоянии системы. Негэнтропия не является отрицательной энтропией,
или антиэнтропией, как иногда ошибочно считают некоторые ученые.
Разница
масштабов энтропии и информации связана с их принципиальным различием, а
именно: энтропия - это мера множества тех состояний системы, о пребывании в
которых система должна забыть, а информация - это мера множества тех
состояний, о пребывании в которых система должна помнить.
В-четвертых,
энтропия, или
неопределенность поведения, любой не вполне упорядоченной системы вплоть
до макроскопических множеств.
Глава 2. Примеры энтропии
В первую
очередь, я бы хотела рассмотреть самый простой пример, который касается всех
нас. Это создание мира Богом. Как говорится в библии, Мир был как бездна,
безводна, пуста и темна. Все в этом мире находилось в хаосе, то есть в
увеличенной энтропии. В первый день своих деяний, Бог, как это нам уже
известно, отделил свет от тьмы. И стал день, и стала ночь, и появились утро и
вечер. Мера хаоса стала уменьшаться. На второй, разделил бездну на небо и землю.
Все постепенно начало приходить на свои места. На третий день Бог отделил сушу
от вод. И назвал он сушу землей, а собрание вод – морями, океанами, озерами и
реками. И сказал Бог, чтобы из земли произрастали трава, деревья плодородные, в
которых семя его на земле. И стало так. На четвертый Бог отделил дневное
светило от ночного. И появились на небе луна и солнце. На пятый день появились
рыбы и птицы. На шестой животные, земные гады и человек. По истечению семи дней
энтропия перешла в 0. То энтропия из наибольшего состояния перешла в
наименьшее.
Другим
очевидным примером энтропии может являть информации и логическое мышление,
которую поглощает человек. Логическое суждение человека не может осуществляться
без подвода отрицательной энтропии. Чем человек меньше знает о каком-либо
предмете, тем больше хаоса и неразберихи в его голове, но по мере того как
информация нарастает и ее становится больше, тем больше человек начинает
понимать и осознавать. И этот пример также приводит энтропию в нулевое
состояние.
И еще одним
наглядным примером можно рассмотреть питание человека. В каждом уголке страны
люди различаются между собой национальностью, местом проживания и, конечно же,
питанием. Если посмотреть средний уровень жизни людей в горах и на загрязненных
улицах США, где всегда столпотворение людей и человеку нечем дышать, как только
газами, то можно увидеть существенные отличия. Если в горах человек пьет чистую
горную воду, в США воду, в которой достаточно бактерий, которые могут с лихвой
заразить или даже убить человека, ну а в лучшем случае, неблагоприятно
отразиться на здоровье человека. Также, если поставить рядом человека с гор и
человека с США, то естественно найдутся очевидные отличия во внешности этих
людей. Человек с гор намного моложе будет выглядеть и красивее.
Этот пример,
также был показа известным ученым на крысах. Одни из которых, пили чистую
ключевую воду, а другие пили алкоголь. И те, которые пили алкоголь, через
некоторое время появились проблемы со здоровье. А те, которые пили чистую
ключевую воду, были бодры, веселы, игривы и они никогда не подходили к
алкоголю.
Еще один
пример, связанный с энтропией уже из физики. Всем известно, что в жидкости частицы
двигаются в хаотическом порядке, то есть точка энтропии на пределе. По мере
того, как жидкое тело начинает замерзать, энтропия становится все меньше и
меньше. Так как частицы начинают двигаться медленнее, и когда жидкость
замерзает, энтропия равняется 0. Потому что между частицами образуются
неразрывные связи.
По поводу
энтропии примеры можно приводить и приводить, но я хочу ограничиться этими
примерами.
Заключение
Физическая
энтропия является
мерой энергетической упорядоченности объекта и представляет собой функцию от
числа их возможных состояний.
Любое повышение
упорядоченности объектов ведет к снижению их совокупной энтропии, и наоборот.
Понимание
физического смысла энтропии затруднено тем обстоятельством, что ее значение не
может быть измерено никаким прибором, но зато вычисляется. Утверждение
о существовании энтропии обычно относят ко второму закону термодинамики. Более
чем 100-летний опыт использования понятия энтропии в термодинамике подтверждает
правильность представления о ней как о физической величине, изменение которой
(в равновесных процессах) однозначно связано с наличием обмена энергией в форме
теплоты.
Известно, что
абсолютное значение энтропии различных веществ, при различных температурах,
можно определить на основе третьего закона термодинамики. Этот закон
устанавливает также начало отсчета энтропии и тем самым позволяет вычислить
абсолютное значение энтропии.
Таким
образом, оказалось, что понятие энтропии является одним из
фундаментальных свойств любых систем с вероятностным поведением. В
теории информации энтропия как мера неопределенности исхода эксперимента была
введена американским ученым К. Шенноном в 1949 г.
Понятие
обобщенной энтропии представляет такие наиболее общие свойства
действительности, как неупорядоченность и упорядоченность, неопределенность и
определенность, хаос и порядок.
Всякое
явление двойственно, и оно одновременно содержит в себе некоторую
хаотическую, броуновскую составляющую и упорядоченную составляющую, как
составляющую хаоса, так и порядка.
Список литературы
1.
Прангишвили B.В. Системный подход и
общесистемные закономерности, Синтег, М – 2000.
2.
И.В.
Прангишвили. Энтропийные и другие системные закономерности: Вопросы управления
сложными системами. Наука, М –2003.
3.
Словарь
иностранных слов. М –1977.
4. "Энциклопедия Физики". Издательство
"БСЭ". 1995.
| |