|
Дж. Гиббс, увидевший этот парадокс, не мог его объяснить сам. Дело в том, что энтропия S есть чисто математическая величина и непосредственно не измерима физически. Для ее определения необходимо измерить работу, совершенную при данном физическом процессе (скажем, при смешении газов), а затем полученное ее значение разделить на абсолютную температуру. Поэтому ученые, пытавшиеся решить парадокс Дж. Гиббса, стали искать способы определения работы при смешении (взаимной диффузии) двух различных газов, так как только в таком случае можно было вычислить AS для подобных процессов. При смешении же двух частей одного и того же газа (его автодиффузии) заранее было известно, что никакой работы при этом не может совершаться и что поэтому-то энтропия останется без изменения (AS=0). Над этим парадоксом тщетно бились многие выдающиеся физики, такие, как В. Нернст, И. Ван дер Ваальс, Г. Лоренц, М. Планк, Э. Шредингер, П. Дюгем и многие другие. Были предложены различные частные решения, однако общего решения все же не было найдено. Так нам, студентам, рассказывал А. Раковский. И он разобрал два типичных частных случая решения парадокса Гиббса. Оба они состояли в придумывании мысленного кругового процесса, результатом которого было бы получение, тоже, конечно, мысленное, определенной работы. Отсюда для разных газов выводилось бы значе- 79 ние AS (возрастание энтропии), а для частей одного и того же газа — отсутствие ее возрастания (AiS=0). При этом каждый из обоих способов основывался на учете каких-то специфических свойств смешиваемых газов. Так, один круговой процесс строился на применении мифических «полупроницаемых перегородок». Представим себе, что внутри цилиндра имеются два норшня-не-регородки, двигающиеся в противоположных направлениях (см. рис. 1). Рис. 1 Поршень левый проницаем для газа Л, но не проницаем для газа В, а поршень правый, наоборот, пропускает только один газ В и не пропускает газ А. Тогда работа смешения обоих газов {А и В) будет равна работе расширения обоих газов вдвое, если они до смешения занимали равные объемы при одинаковой температуре. Отсюда легко получается значение AS. Но очевидно, что подобных «полупроницаемых перегородок» в принципе нельзя нри-дума1ь для двух частей одного и того же газа. Для большей убедительности назывались конкретные газы и соответствующие им перегородки. Скажем, А — это водород, а В — аммиак. В таком случае левая перегородка будет нагретая платиновая пластинка (она пропускает водород и не пропускает аммиак), а правая перегородка — водяная пленка, пропускающая аммиак, но не водород. — 57 —
|