Продолжаем изучение основ термодинамики и рассказываем о том, как второе начало мешает изобретению еще одного perpetuum mobile.

Вечный двигатель второго рода

Открытие первого начала термодинамики должно было разрушить мечту ученых и изобретателей создать вечный двигатель. Однако люди быстро придумали ей замену: если нельзя разработать устройство, которому для работы не нужна энергия извне, значит, построим хотя бы то, что сможет использовать всю теплоту. Этот потенциальный механизм получил название «вечного двигателя второго рода» и не противоречил первому началу термодинамики.

Разочарование не заставило себя ждать: сотни экспериментов и попыток разработки такого механизма показали, что нельзя провести передачу энергии от более холодного тела к более горячему. А если нет теплоты, то нет и работы.

Неудачные опыты навели ученых на мысль, что есть еще один термодинамический закон, о котором пока никто не знает.

Что говорит второе начало термодинамики?

Новый постулат был выведен только на основании отрицательных результатов экспериментов. Основной физический смысл выражает закон сохранения энтропии, чья классическая формулировка звучит так:

В изолированной системе энтропия не уменьшается

Этот закон был открыт в 1865 году немецким ученым Рудольфом Клаузиусом, а теоретически обоснован лишь в 1870-х — австрийским коллегой Людвигом Больцманом.

Чтобы понять, что это значит, разберем несколько понятий.

Термодинамическая функция

В прошлой статье мы рассказали о том, что такое термодинамическая система — объединенная чем-либо совокупность большого количества частиц. Для описания этих систем ученые используют функции состояния, или термодинамический потенциал. Это физическая величина, заданная с учетом нескольких независимых переменных текущего состояния термодинамического равновесия.

К таким параметрам состояния относятся масса, давление, внутренняя энергия и некоторые другие. Чтобы понять значение второго закона термодинамики, разберем, что такое энтропия.

Энтропия

Если бы вечный двигатель второго рода был изобретен, то мы бы научились использовать всю внешнюю энергию источника в механическую работу, а коэффициент полезного действия (КПД) был бы равен 100%, или 1. Это невозможно, потому что часть теплоты во время передачи обязательно рассеивается или превращается в другие виды энергии, которые нельзя использовать для механической работы.

Энтропия — мера необратимого рассеивания энергии. Эта функция состояния была введена в теоретическую физику все тем же Р. Клаузиусом в формулировке, которую мы привели несколькими абзацами выше. Энтропия остается постоянной, если процесс замкнут и обратим, и меняется в положительную сторону при замкнутых и необратимых.

Формула энтропии, обозначаемой буквой S, выглядит так:

Тепловая смерть Вселенной

Введение понятия энтропии позволило обосновать второе начало термодинамики, окончательно опровергнуть возможность изобретения вечного двигателя и… создать новую антинаучную теорию.

Гипотеза о тепловой смерти Вселенной (или Большом замерзании) также была сформулирована Р. Клаузиусом. Согласно второму началу термодинамики, физическая система, которая не обменивается энергией с другими системами, стремится к наиболее вероятному равновесному состоянию, или состоянию с максимумом энтропии. Под определение такой системы во времена Р.Клаузиуса Вселенная вполне подходила — а это значило, что в определенный момент она должна была прийти в состояние равновесия. Внутренние процессы прекратились бы, а жизнь на Земле стала бы невозможной.

Возникновение гипотезы вызвало критику и попытки ее опровержения. Например, аргументом было представление о том, что Вселенная бесконечна, в то время как второе начало термодинамики касается только конечных систем. Несмотря на это, некоторые ученые придерживались идеи о тепловой смерти до середины 20-го века, а сама гипотеза по-прежнему находит отражение в литературе и кинематографе.

Тема тепловой смерти Вселенной затрагивается в рассказе Айзека Азимова «Последний вопрос», опубликованном в 1956 году. 

Научное сообщество 21 века не поддерживает эту гипотезу, так как опытным путем было выяснено, что у применения второго начала термодинамики есть верхняя и нижняя границы. Эти параметры ставят под сомнение идею о неизбежном «конце света», по крайней мере, таком его варианте. Однако пока ученым точно не известно, какие именно процессы космологического масштаба препятствуют росту энтропии.

Надеемся, что наша статья упростила понимание второго начала термодинамики и объяснила, почему изобретение вечного двигателя невозможно. Правда, для решения сложных задач знания основ теории, скорее всего, окажется недостаточно. Но выход есть: обращайтесь к авторам FenixHelp — здесь вам всегда помогут с выполнением и оформлением любой учебной работы.

Рассказываем, как появилась дисциплина «органическая химия» и что она изучает.

С чего все началось

Понятие «органическая химия» было введено в 1806 году шведским ученым Йёнсом Якобом Берцелиусом. Тогда к органике относили вещества, которые входят в состав тел живых организмов. Все живое наделяли особыми свойствами: с древних времен люди верили, что у органических веществ (по Аристотелю — царства животных и растений), в отличие от неорганических (царства минералов), есть «жизненная сила». Это учение называлось витализмом.

Это было трагедией для научного мира, смириться с которой удалось не сразу. Учение о витализме с точки зрения химии продолжало существовать в течение следующих 40 лет, а ученые (например, Луи Пастер) проводили эксперименты, чтобы подтвердить наличие «жизненной силы».

Что изучает органическая химия

С тех пор произошло много научных открытий. Сейчас органическая химия — раздел науки, изучающий строение и свойства соединений, в состав которых входит углеводород, а также производных веществ.

Органических веществ куда больше, чем может показаться на первый взгляд. Почти все многообразие современного мира так или иначе связано с этим видом соединений: от лекарств до OLED-дисплеев, которые все чаще используются в производстве телевизоров и смартфонов. 

У химиков-органиков много задач:

• выделение веществ из ископаемого, животного или растительного сырья;
• определение структуры соединений и их свойств;
• синтез в искусственных условиях новых органических веществ.

Изучение органической химии — еще один шаг к пониманию устройства мира. Если вам интересны научные исследования, но не все получается, или учеба по другим предметам занимает слишком много времени, доверьте свои проблемы ФениксХелп. Наши авторы поддержат и помогут разобраться с любой сложной темой.

Рассказываем, что такое плановая экономика и чем она отличается от рыночной.

Что такое плановая экономика

Это экономическая система, которая подразумевает наличие единого государственного экономического плана. Материальные ресурсы (как производственные, так и природные) находятся в общественном доступе под контролем чиновников и не могут стать чьей-либо собственностью. 

В условиях плановой экономики главную роль играет государство: от его политики зависят цены, зарплаты, объем производства и в принципе наличие в стране товаров и услуг. Жесткий контроль отрицательно сказывается на развитии частного бизнеса, что сводит на нет главный двигатель прогресса — конкуренцию.

Классическими примерами стран с таким укладом можно назвать СССР и другие государства, идентифицировавшие себя как социалистические (Китай, Вьетнам, Куба и др.). На данный момент полностью централизованная плановая экономика нигде не представлена: даже в Северной Корее под влиянием кризиса начался медленный переход в сторону рынка.

Плановой экономике обычно противопоставляют рыночную, которая базируется на принципах свободного предпринимательства. В меньшей степени, чем в странах социалистического блока, планирование встречалось и встречается в государствах с рыночной экономикой. Например, во время Второй мировой войны прибегнуть к такой системе распределения ресурсов пришлось всем участникам конфликта, в том числе традиционно капиталистическим США, Великобритании, Франции.

Частично планируют развитие многие страны Запада (Франция, Бельгия и др.). Регулирование проходит в форме диалога с частным бизнесом: вместо четких указаний чиновники и предприниматели составляют схему роста экономики вместе. Такое планирование называется индикативным. 

В Норвегии чиновники пошли дальше и установили монополию на добычу и продажу нефти, газа и других природных ресурсов. Все деньги от этой отрасли поступают в государственный бюджет.

Недостатки плановой экономики

Как мы уже сказали, главную роль в странах с такой системой играет государство. Органы власти ограничивают условия ведения бизнеса (если они вообще есть), что приводит к крайне нежелательным для развития факторам:

1. Монополия. В странах с плановой экономикой чаще всего отсутствует конкуренция продукции государственных предприятий, у которых есть задача выполнить определенный объем работ за отведенный срок. В таких условиях снижается мотивация повышения качества работы — лучше все равно никто не сделает, так как альтернатив нет.
2. Консервативность. Любые нововведения — это риск. Поэтому приоритет всегда отдается в сторону проверенных решений, а инновации вводятся только после многолетнего успешного опыта стран с рыночной экономикой. Технологическое отставание от остального мира неизбежно.
3. Зависимость. Все предприятия подчиняются государственному аппарату и обязаны исполнять даже не самые выгодные и ничем не мотивированные решения и приказы чиновников.

Преимущества плановой экономики

Плюсы у планирования хозяйства тоже есть — поэтому даже страны с ярко выраженной рыночной экономикой время от времени прибегают к планированию. Прежде всего это социальные факторы: 

1. Снижение уровня безработицы. Четкий план предусматривает занятость всего населения, поэтому работы хватит на всех.
2. Низкая степень расслоения общества. Уровень заработных плат регулирует государство, а каста предпринимателей в принципе отсутствует.
3. Большое количество социальных гарантий. У государства достаточно ресурсов, чтобы выделить бюджет на поддержку населения. Однако качество этих услуг также регулируется только руководством страны.

Кроме того, так как все производство и добыча природных ресурсов сосредоточены в руках чиновников, у государственного аппарата больше возможностей грамотного перераспределения средств бюджета на нужды страны.

Как видите, не все так гладко: у любой экономики — и плановой, и рыночной — есть преимущества и недостатки. Придумать более совершенную экономическую модель вы можете сами. А если этому мешает учеба по другим предметам, обращайтесь в Феникс.Хелп, он поможет справиться с любыми контрольными, курсовыми и дипломными работами.

Режим дня — расписание дел, которое затрагивает не только связанные с учебой и работой неотложные задачи, но и сон, прием пищи, отдых и физическую активность.

Рациональный режим — основа здорового образа жизни. В этой статье мы расскажем, как могут измениться самочувствие и характер, если научиться соблюдать распорядок дня.

Хорошее самочувствие

Человеку кажется, что он сознательно управляет своим временем, но это не совсем так. В каждого из нас заложен счетчик — 24-часовой циркадный биоритм, по которому живет организм.

Несмотря на то что привычку бодрствовать днем и спать ночью можно объяснить традицией, в конце прошлого века было доказано, что желание жить по такому укладу для организма естественно — солнечный свет вносит коррективы в наше расписание.

Наградой за соблюдение режима будет хорошее самочувствие.

Низкий уровень стресса

Дедлайны — ахиллесова пята студентов, офисных и удаленных работников, которые не могут заставить себя начать работу хотя бы за несколько недель до сдачи проекта. Распорядок дня может решить эту проблему и снизить уровень стресса: достаточно вписать выполнение задач в свое расписание. Следовать плану с непривычки будет тяжело (особенно людям, склонным к прокрастинации), но самомотивация поможет преодолеть и это препятствие.

Расстановка приоритетов

Машина времени не помешала бы каждому из нас. К сожалению, наши ресурсы ограничены. Чтобы успевать завершать дела качественно, нужно расставлять приоритеты. расставить приоритет важности будет проще, если составить список задач.

Подробнее о планировании здесь:

Сила воли и уверенность в себе

Заставить себя жить по расписанию сложно. Самодисциплина требует «прокачки» силы воли, и этот фитнес будет продолжаться не одну неделю, пока режим не войдет в привычку. Улучшение качества жизни, повышение работоспособности и умение начинать и доводить дела до конца станут законным вознаграждением за старания — а вы поймете, что нет ничего невозможного.

Анализ результатов

Системный подход к организации времени поможет сделать жизнь более прогнозируемой. Звучит не очень романтично, но именно к этому стремится каждый из нас: начиная новое дело, мы составляем программу действий и ожидаем получить результат. Режим дня также можно корректировать, учитывая изменение целей, желаний и интересов. А анализ поможет узнать, к чему это привело, как изменилось качество жизни и что можно изменить.

Следовать режиму сначала будет непросто. Если учеба занимает больше времени, чем нужно, лучше обратиться к специалистам ФениксХелп. Авторы помогут написать и успешно сдать учебную работу, а вы продолжите следовать задуманному плану.

Рассказываем, как запомнить сложные термины и начать понимать биологию, чтобы хорошо сдать экзамен.

Шаг 1: мыслим позитивно

Если биология не нравится, постарайтесь как можно реже думать о ней негативно. Это полезная и нужная наука, которую не любят обычно те, кому не повезло с учителем и кто ее не понимает.

Если в первом случае придется себя превозмочь и постараться отделить предмет от личности преподавателя, то во втором достаточно лишь чуть-чуть разобраться. Подумайте, какие направления биологии наиболее интересны, и начните с них. 

Зачем это нужно: психологическое давление и стресс очень негативно влияют на работоспособность. Если изменить свое отношение к предмету, проще он не станет, но новая информация будет усваиваться гораздо быстрее.

Шаг 2: разбиваем крупное на мелкое

Сложные темы делите на более мелкие. Разобравшись с одним аспектом, переходите к следующему. Точно так же следует учить определения. Обычно комплексные понятия описывают целый ряд явлений, запоминайте их по очереди.

Сами термины проще всего выучить, вызывая ассоциации. Для этого нужно запомнить значение приставок и суффиксов латинского и древнегреческого происхождения.

Зачем это нужно: объемный материал больше не будет казаться таким пугающим. К тому же отдельные части всегда проще запомнить, чем сразу всю тему.

Шаг 3: рисуем таблицы

Многие комплексные темы можно выразить в схемах и таблицах. Если нужный материал есть в учебнике, перечертите его. Если нет — попробуйте составить самостоятельно, это будет даже полезнее.

Зачем это нужно: когда делаем конспект, мы анализируем информацию и выбираем главное. При этом задействуется зрительная и механическая память.

Шаг 4: используем карточки

Сложные и непонятные термины запишите на карточки. Желательно, чтобы этот импровизированный «конспект» помещался в карман и был всегда под рукой.

Зачем это нужно: регулярные занятия держат мозг в тонусе и не позволяют забыть материал. Термины можно повторять, когда выдастся минутка: в транспорте, на перемене, в очереди в магазине.

Шаг 5: читаем новости

Подпишитесь на научно-популярные паблики, блоги, посещайте интересные сайты. Следите за новыми результатами исследований, читайте новости. 

Зачем это нужно: когда вы поймете, какое значение биология несет для человечества и какое практическое применение имеет в жизни, вам станет гораздо интереснее ее изучать. 

Не нужно заучивать учебник наизусть: так вы загоните себя в еще больший стресс. Следуйте нашим советам, и результат к вам придет. А если времени на детальное изучение биологии нет или учебе мешают хвосты по другим предметам, обращайтесь за помощью к авторам ФениксХэлп.