Биофизика. (шпаргалка к экзамену)
Неравновесная система – Интенсивные переменные в разных частях системы различаются. Если такая система изолирована, то она необратимо эволюционирует к состоянию ТД равновесия. В ней возникают движущие силы, влекущие систему к состоянию ТД равновесия.
Критерии эволюции системы к ТД равновесию:
1. Максимальная энтропия. При U и V = const.
В точке ТД равновесия энтропия максимальна.
2. Минимальная U. При S, V =const.
При приближении к состоянию ТД равновесия, внутренняя энергия системы уменьшается.
3. Минимальная свободная энергия.
· Энергия Гельмгольца. T, V=const.
· Энергия Гиббса. T, p=const.
· Энтальпия
13.
Принципы экстремумов в термодинамике. Их сущность и значение.
Принцип экстремумов заключается в том, что в системах самопроизвольные процессы всегда стремятся к минимуму внутренней энергии и максимуму энтропии, поэтому можно предсказать эволюцию системы, найдя экстремальные значения переменных с минимальной внутренней энергией. Зная зависимость внутренней энергии от переменной системы можно найти значение этой переменной, соответствующее минимальной энергии, а следовательно, состоянию термодинамического равновесия или стационарному состоянию, в случае ограничений, наложенных на систему.
Критерии эволюции системы к ТД равновесию:
1. Максимальная энтропия. При U и V = const.
В точке ТД равновесия энтропия максимальна.
2. Минимальная U. При S, V =const.
При приближении к состоянию ТД равновесия, внутренняя энергия системы уменьшается.
3. Минимальная свободная энергия.
· Энергия Гельмгольца. T, V=const.
· Энергия Гиббса. T, p=const.
· Энтальпия
Минимальное значение свободной энергии сводится к максимальному значению энтропии.
14.
Энтропия. Её физический смысл с позиций термодинамики и молекулярной физики. Связь энтропии и информации.
Энтропия – это функция состояния системы, приращение которой равно теплоте, подведённой к системе в обратимом изотермическом процессе, делённой на абсолютную температуру при которой происходит этот процесс.
Больцман ввёл понятие энтропии, как величины, пропорциональной логарифму вероятности нахождения системы в конкретном макросостоянии.
P – это то число микросостояний, которыми может быть реализовано данное макросостояние.
K – Постоянная Больцмана 1,38х10-23 Дж/К.
Необратимые процессы, ведущие систему к увеличению энтропии, ведут систему к максимальному числу микросостояний, к ТД хаосу, равновесию.
В состоянии ТД равновесия, при максимальной энтропии, информационная структура системы нулевая. Энтропия и информация связаны, как обратные величины: уменьшение энтропии системы связано с увеличением информации этой системы.