
Το πρώτο αξίωμα του Νεύτωνα είνα απόρροια του δεύτερου; Πόσο βάρος έχουν οι αστροναύτες; Τι απέδειξε ο Γαλιλαίος; Ποιά δύναμη κινεί ένα αυτοκίνητο; Που οφείλεται η τεράστια ενέργεια που εκλύεται από μία πυρηνική αντίδραση; Σε αυτό το άρθρο επιχειρούμε να απαντήσουμε σε αυτές και σε μερικές άλλες ερωτήσεις που πιθανώς πολλοί μαθητές μας θα δίνανε λανθασμένες απαντήσεις.
![]()
Καλησπέρα. Δημήτρη στη Φυσικοχημεία του ο Κατσάνος και στο Κεφάλαιο ΙΙΙ: Βασικές έννοιες και νόμοι της Θεμοδυναμικής, αφού εισάγει δύο θεμελιώδεις σχέσεις, τις S=S(U, V, n1, n2, …, nr) (εντροπική αναπαράσταση) και U=U(S, V, n1, n2, … , nr) (ενεργειακή αναπαράσταση), για να ορίσει την εντροπία S και την εσωτερική ενέργεια U ενός συστήματος ως συναρτήσεις εκτατικών παραμέτρων, εισάγει το αξίωμα της μέγιστης εντροπίας ως κριτήριο ισορροπίας και με βάση αυτό αναλύει στις συνέχεια τις συνθήκες ισορροπίας σε ένα μονωμένο σύνθετο σύστημα.
Στη συνέχεια, αναφέρει τα εξής:
“Η ανάλυση των συνθηκών ισορροπίας έγινε με αφετηρία την θεμελιώδη σχέση 3-14, δηλ. στην εντροπική αναπαράσταση. Θα μπορούσε να γίνει εξίσου καλά στην ενεργειακή αναπαράσταση (Εξ. 3-18), οπότε η αρχή της μέγιστης εντροπίας έπρεπε να αντικατασταθεί από την ισοδύναμη αρχή της ελάχιστης ενέργειας. Ενώ, σύμφωνα με την πρώτη αρχή, η κατάσταση της ισορροπίας είναι αυτή που έχει την μέγιστη εντροπία, για δοθείσα ολική εσωτερική ενέργεια, η αρχή της ελάχιστης ενέργειας χαρακτηρίζει την κατάσταση της ισορροπίας ως κατάσταση της ελάχιστης εσωτερικής ενέργειας για δοθείσα ολική εντροπία. Κάτι ανάλογο εμφανίζεται στη Γεωμετρία, όπου ο κύκλος χαρακτηρίζεται ως επίπεδο σχήμα με το μέγιστο εμβαδόν για δοθείσα περίμετρο ή με την ελάχιστη περίμετρο για δοθέν εμβαδόν.”
(Τα bold δικά μου).
Καλησπέρα Θοδωρή . Αυτό που αναφέρεις δεν είναι μια γενική αρχή που ισχύει χωρίς την προϋπόθεση σταθερότητας άλλων μεγεθών. Είναι ένα πόρισμα του 2ου νόμου με την προϋπόθεση σταθερής εντροπίας. Όπως αναφέρει και η ΤΝ υπάρχουν και άλλες ελαχιστοποιήσεις υπό προϋποθέσεις. Tων ελευθέρων ενεργειών των Helmholtz και Gibbs υπό σταθερά (V,T) και (P,T) αντίστοιχα. Έψαξα σε αρκετά βιβλία Θεωρητικής Φυσικής και Μηχανικής. Δεν μπόρεσα να βρω κάποια αναφορά σε γενική «Αρχή Ελάχιστης Ενέργειας». Αυτό μάλλον κάτι σημαίνει.
Συμπλήρωση στο προηγούμενο: Μαζί με την σταθερότητα εντροπίας πρέπει να υπάρχει και σταθερότητα όγκου (για κλειστό σύστημα)