Номер 3, страница 277 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 59. Энтропия. Второй закон термодинамики. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 3, страница 277.

Условие.

3. У вас есть выбор: решить задачу или посмотреть телевизор. В каком случае увеличивается энтропия Вселенной, а в каком — информация?

Решение.

Решение 2.

Решение

Этот вопрос затрагивает фундаментальные концепции второго начала термодинамики (энтропия) и теории информации. Для ответа необходимо проанализировать оба вида деятельности с точки зрения этих двух понятий.

В каком случае увеличивается энтропия Вселенной

Согласно второму закону термодинамики, любой реальный (необратимый) процесс, происходящий в замкнутой системе, приводит к увеличению её полной энтропии. Вселенную можно считать замкнутой системой. Следовательно, и решение задачи, и просмотр телевизора, как любые реальные процессы, будут увеличивать энтропию Вселенной. Изменение энтропии Вселенной всегда неотрицательно: $ \Delta S_{Вселенная} \ge 0 $.

Однако масштабы этого увеличения различны:

• Решение задачи: Мозг человека для мыслительной деятельности потребляет энергию (расщепляя глюкозу) и выделяет тепло. Это относительно небольшой расход энергии, который локально повышает температуру и, соответственно, увеличивает энтропию окружающей среды.
• Просмотр телевизора: Этот процесс гораздо более энергозатратен. Телевизор потребляет электроэнергию, преобразуя её в свет, звук и, в значительной мере, в тепло, которое рассеивается в комнате. Что еще более важно, для производства этой электроэнергии на электростанции сжигается топливо, что сопровождается колоссальным выделением тепла и продуктов сгорания в атмосферу. Весь этот каскад энергетических преобразований приводит к гораздо большему суммарному увеличению энтропии Вселенной.

Таким образом, хотя оба действия увеличивают энтропию, просмотр телевизора делает это в несравненно большей степени. Поэтому, отвечая на поставленный вопрос, следует выбрать просмотр телевизора как пример процесса, увеличивающего энтропию.

Ответ: Энтропия Вселенной увеличивается при просмотре телевизора (а также и при решении задачи, но в значительно меньшей степени).

а в каком — информация?

Информация, в контексте теории информации, часто рассматривается как мера упорядоченности или определенности системы. Её можно считать противоположностью энтропии, которая является мерой хаоса или неопределенности. Создание новой информации в локальной системе (например, в мозге) — это процесс создания порядка, который требует затрат энергии и обязательно сопровождается увеличением энтропии в окружающей среде (чтобы выполнялся второй закон термодинамики).

• Решение задачи: Это активный творческий процесс. Вы начинаете с набора данных (условие задачи), которые могут быть неполными или неупорядоченными в вашем сознании. В процессе решения вы анализируете, синтезируете и структурируете эти данные, чтобы прийти к логически стройному и однозначному результату — решению. В вашем мозге создается новая, упорядоченная структура знаний. Это и есть увеличение информации.
• Просмотр телевизора: В большинстве случаев это пассивный процесс потребления уже существующей, заранее созданной кем-то информации. Вы получаете информационный поток, но не создаете нового знания в том же смысле, что и при решении задачи. Это скорее передача информации, а не ее генерация.

Следовательно, решение задачи является наилучшим примером деятельности, в результате которой увеличивается информация.

Ответ: Информация увеличивается при решении задачи.