آنتروپی در یک فضاپیمای شتاب دار ناپدید می شود؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

نمایه کاربر
assarzadeh

نام: امیر عصارزاده

عضویت : جمعه ۱۳۹۳/۱۰/۱۲ - ۲۱:۱۹


پست: 122

سپاس: 64

جنسیت:

تماس:

Re: آنتروپی در یک فضاپیمای شتاب دار ناپدید می شود؟

پست توسط assarzadeh »

paradoxy نوشته شده:
چهارشنبه ۱۳۹۹/۶/۵ - ۱۶:۵۴
محمدجان، لینکی که دادی رو نگاه نکردم. اما این که ادعا میشه توی فرآیند بی‌دررو تغییر آنتروپی نداریم در واقع از فرمول کلاسیک آنتروپی یعنی $ds=\frac{dQ}T$ میادش. وقتی شار گرمایی‌ای به سیستم اضافه یا کم نمیشه، پس آنتروپی باید بدون تغییر بمونه. منتهی هرچند نشون داده شده که تعبیر آماری آنتروپی (همون لگاریتمیه) میتونه نتایج یکسانی رو با تعبیر کلاسیکی اون تولید کنه، با این حال ثابت نشده که این دو تعبیر یکسان هستند و خب من با دیدگاه آماری داشتم نظر میدادم در مورد این موضوع، حالا به درست یا غلط. وگرنه بله، درستش هم همینه که آنتروپی بدون تغییر بمونه و اینطوری پارادوکسی هم به وجود نمیاد. البته تعبیر کلاسیک آنتروپی نکته خوبی رو هم روشن میکنه، و اونم اینه که تنها انرژی حرارتی که در قالب سرعت حرکت تصادفی ذرات هست سبب تغییر آنتروپی میشه و نه هر مدل انرژی.
جناب عصارزاده، منظورم از سیستم بسته، سیستمی بودش که تبادل انرژی گرمایی، در قالب $Q$ نداشته باشه، عایق باشه به عبارتی. افزایش پیدا کردن انرژی جنبشی ذرات در یک جهت خاص، نمیتونه خودش رو در قالب افزایش آنتروپی یا حرارت نشون بده. چون هرچی نباشه ناظر همراه با جعبه در حال سقوط آزاد، چنین افزایش انرژی جنبشی‌ای رو برای ذرات مشاهده نمیکنه و از طرف دیگه اگر پیام‌های قبلی من رو خونده بودید به این مسئله اشاره کرده بودم که فرض کردن چنین چیزی، خودش پارادوکس ساز هست. بله، اگر فرض کنید که انرژی جنبشی ذرات در یک جهت خاص، اثری در خواص ترمودینامیکی اون سیستم داره با پارادوکس قبلی‌ای که هوپا مطرح کرده بودم رو به رو میشید، دو ناظر لختی که نسبت بهم سرعت نسبی دارند، دما و آنتروپی متفاوتی رو برای یک جعبه در نظر می‌گیرند که به نظر منطقی نمیرسه، حداقل نه از دیدگاه آماری و نه شهودی. چون هرچی نباشه توزیع ماکسولی سیستم که به درجه آزادی حرکت ذرات وابسته هستش، دچار تغییری نمیشه که بخواد میانگین انرژی جنبشی ذرات و به تبع، دمای اون تغییر خاصی بکنه. حتی بدتر، یک ناظر شتاب‌دار (چه غیر لخت، چه سقوط آزاد لخت)، دمای یک سیستم کاملا ایزوله شده و با سرعت ثابت رو، متغییر میبینه که بنا به دلایل آشکار باز هم منطقی نیست. بنابرین فرض این که سرعت سوق ذرات، در دمای اون‌ها اثر خاصی داره به نظر درست نیست و باید چاره دیگری اندیشید.
داود جان؛ هیچ قانون یا اصل فیزیکی وجود نداره که بگه محفظه‌ای که معرفی کردی نباید با گذشت زمان آنتروپیش کاهش پیدا کنه. چون این محفظه با اینکه بی‌درروست، اما داره از محیط بیرون انرژی جنبشی دریافت میکنه و در چارچوب موشک هم به ذرات محفظه انرژی‌های پتانسیل مختلفی داده میشه. بنابراین این محفظه یک سیستم بسته یا منزوی به حساب نمیاد؛ هر چند کسی بخواد بهش عنوان "سیستم بسته" اطلاق کنه.
راجع به بند دوم توضیحاتت هم باید بگم که من هیچ جا فرضی رو که گفتی در نظر نگرفتم. در ضمن بعید میدونم مطالبی که در ادامه گفتی ایجاد پارادوکس بکنه.

نمایه کاربر
Paradoxy

نام: داود حاجي تقي تهراني

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2142

سپاس: 1164

Re: آنتروپی در یک فضاپیمای شتاب دار ناپدید می شود؟

پست توسط Paradoxy »

برای کاهش آنتروپی ظرف، باید افزایش آنتروپی در نقطه دیگری داشته باشیم که در مجموع آنتروپی جهان افزایش پیدا کنه، این اصل دوم ترمودینامیک هستش. مثلا توی یک یخچال، آنتروپی کاهش پیدا میکنه اما موتور یخچال انقدر گرما تولید میکنه که آنتروپی جهان، سر جمع با نظر گرفتن کاهش آنتروپی داخل یخچال، افزایش پیدا میکنه. فرآیندی که فقط کم کننده آنتروپی باشه قابل تصور نیست. ازونجایی که ظرف تبادل انرژی گرمایی با محیط خارجی نداره (عایق هستش) و آنتروپیش کاهش پیدا میکنه، یه جایی، به یه نحوی باید همین ظرف آنتروپی محیط بیرونی رو زیاد کنه که خب مورد خاصی به نظر من نمیاد و اصلا کل سوالم بر مبنای همین مسئله هستش که خب چی شد، کجا آنتروپی زیاد میشه که این کاهش آنتروپی جبران بشه؟ واضح ترین پاسخ احتمالی، موتور سفینه هستش.اما خب اونوقت من میتونم بپرسم چطور سفینه ای که حاوی ظرف فرضی من هست، نسبت به سفینه ای که حاوی این ظرف نیست، آنتروپی بیشتری تولید میکنه؟ (که اگر نکنه اونوقت ظرف من سیستمی میشه که مطلقا آنتروپی جهان رو کم میکنه و بر میگردیم به مسئله قبلی.)
اگر خیلی گیر ظرف هستید، کل فضاپیما و حتی فضای بزرگتر از اون رو به عنوان سیستم در نظر بگیرید که بالاخره یکجایی سیستمتون بسته محسوب بشه و بعد در مورد آنتروپی اون سیستم صحبت میکنیم.
معادله کلاسیک آنتروپی، تغییرات آنتروپی رو صرفا وابسته به شار گرمایی خروجی و ورودی میدونه و نه هیچ چیز دیگه. چیزی که محمد هم بهش اشاره کرد. ظرف ما عایقه و تبادل گرمایی نداره و اصولا آنتروپی نباید تغییر بکنه. حالا ما شهودی میاییم میگیم گاز تحت فشار قرار میگیره و مایع میشه و فلان، شاید بلکل غلط باشه.

پارادوکس پاراگراف دومم مربوط به سوال 4 سال پیشه. سوالش هم خیلی سادست. آیا دو ناظر لختی که نسبت بهم سرعت نسبی دارند، دمای یکسانی رو برای یک جعبه در نظر میگیرند؟ یا خیر؟ من معتقدم دمای یکسانی رو در نظر میگیرند. هرچند یک ناظر که جعبه رو در جهت x با سرعت v در حال حرکت میبینه، انرژی جنبشی مضاعفی، نسبت به ناظری که نسبت به جعبه ساکن هستش رو برای جعبه در نظر میگیره. اما این انرژی جنبشی، یا همین سرعت سوق ذرات! در جهت x، نمی تونه خودش رو در قالب افزایش دما، برای این ناظر نشون بده. راستش برای من یکم بدیهی هستش این مسئله، شاید برای همینه که نمیتونم خوب توضیحش بدم؟. اما حداقل میتونم بگم که چیزی که برای من بدیهیه اینه که تمام پارامترهای ترمودینامیکی حاصل حرکات کاتوره ای و تصادفی ای هستند. یه چیزی مثل سرعت سوق نمیتونه هیچ پارامتر ترمودینامیکی ای رو تغییر بده. چون "تصادفی" به سیستم اضافه نمیکنه. مثلا یک جعبه با دمای صفر مطلق رو در نظر بگیرید. یک ناظر که نسبت به جعبه ساکنه، ذرات جعبه رو ساکن میبینه. حالا یه ناظر در حال حرکت لخت رو در نظر بگیریم. این ناظر میبینه که تمام ذرات ظرف در یک جهت خاص در حال حرکت هستند و به قولی، سرعت سوق در اون جهت دارند. حالا از دید این ناظر، یهو دمای ظرف بیش از صفر کلوین میشه؟ نه دیگه آخه همه ذرات وقتی هم جهت حرکت میکنند که فشاری ایجاد نمیکنند. فشاری ایجاد نکنند، دمایی ایجاد نمیکنند و این قضیه رو میتونیم برای تک تک پارامترهای ترمودینامیکی دیگه بگیم. هرچند این ناظر انرژی جنبشی ای برای ذرات مشاهده میکنه. اما این انرژی جنبشی خودش رو در قالب افزایش دما یا افزایش آنتروپی نشون نمیده.

وقتی من گفتم اگر فرض کنیم سرعت سوق در تغییر خواص ترمودینامیکی از دید ناظر شتاب دار اثر گذار هست اتفاقات بدی میوفته، منظورم این بود که شما یک ناظر در حال سقوط رو در نظر بگیر که به یک ظرف لخت کاملا ایزوله شده از همه جهات که در فضا معلقه و تحت میدان گرانشی نیست نگاه میکنه، و میبینه که اون ظرف همینطوری الکی به خودی خود آنتروپیش در حال زیاد شدنه. محاله چنین چیزی! مگر این که خب بپذیرید که حتی ناظر های لخت مختلف هم روی دمای یک ظرف باهم توافق ندارند که خب اون بحث جدایی میطلبه.
http://hupaa.com/forum/viewtopic.php?f=2&t=35602

ارسال پست