열을 일로 전환되는 비율을 증가시키는 방법

에너지 보존 및 변환의 법칙을 표현하면 열역학적 과정의 흐름 방향을 설정할 수 없습니다. 또한 에너지가 보존되지만 본질적으로 수행되지 않는 첫 번째 법칙과 모순되지 않는 많은 과정을 상상할 수 있습니다. 열역학 제2법칙(자연에서 어떤 과정이 가능하고 어떤 과정이 불가능한지에 대한 질문에 답해야 할 필요성)의 출현은 과정이 발전하는 방향을 결정합니다.

엔트로피와 클라우지우스 부등식의 개념을 사용하여, 열역학 제2법칙비가역 과정 동안 닫힌 시스템의 엔트로피 증가 법칙으로 공식화될 수 있습니다. 닫힌 시스템의 모든 비가역 과정은 시스템의 엔트로피가 증가하는 방식으로 발생합니다.

열역학 제2법칙을 보다 간결하게 공식화할 수 있습니다.

닫힌 계에서 일어나는 과정에서 엔트로피는 감소하지 않는다.개방형 시스템에서는 엔트로피가 어떤 방식으로든(감소, 증가, 일정하게 유지) 행동할 수 있기 때문에 폐쇄 시스템에 대해 이야기하는 것이 중요합니다. 또한 엔트로피는 가역적 프로세스에 대해서만 닫힌 시스템에서 일정하게 유지된다는 점에 다시 한 번 주목합니다. 닫힌 시스템의 비가역 과정에서 엔트로피는 항상 증가합니다.

볼츠만 공식은 비가역 과정 동안 열역학 제2법칙에 의해 가정된 닫힌 시스템에서 엔트로피의 증가를 설명하는 것을 가능하게 합니다. 엔트로피 증가시스템 전환을 의미 가능성이 낮은 것에서 가능성이 높은 것으로상태. 따라서 볼츠만 공식을 통해 열역학 제2법칙을 통계적으로 해석할 수 있습니다. 이것은 통계적 법칙으로서 닫힌 시스템을 구성하는 많은 입자들의 무질서한 운동의 규칙성을 설명합니다.

열역학 제2법칙의 두 가지 공식을 더 표시해 보겠습니다.

1) Kelvin에 따르면 순환 과정은 불가능하며, 유일한 결과는 히터에서 받은 열을 그에 상응하는 일로 변환하는 것입니다.

2) 클라우지우스에 따르면 : 순환 과정은 불가능하며, 그 결과 덜 가열된 몸체에서 더 가열된 몸체로 열이 전달되는 유일한 결과입니다.

Kelvin과 Clausius 공식의 동등성을 증명하는 것은 매우 쉽습니다(독자에게 맡기겠습니다). 또한, 클로지우스의 공식화에서 열역학 제2법칙과 모순되는 폐쇄계에서 가상의 과정을 수행하면 엔트로피의 감소를 동반함을 알 수 있다. 이것은 또한 폐쇄 시스템의 엔트로피가 감소할 수 없는 Clausius(및 결과적으로 Kelvin)의 공식과 통계적 공식의 동등성을 증명합니다.

XIX 세기 중반. 이른바 우주의 열사 문제가 발생했다. . 우주를 닫힌 계로 간주하고 열역학 제2법칙을 적용하여, 클라우지우스는 우주의 엔트로피가 최대에 도달해야 한다는 진술로 내용을 줄였습니다. 이것은 시간이 지남에 따라 모든 형태의 운동이 열로 변해야 함을 의미합니다.

뜨거운 물체에서 차가운 물체로 열이 전달되면 우주의 모든 물체의 온도가 같아집니다. 즉. 완전한 열 평형이 올 것이고 우주의 모든 과정이 멈출 것입니다. 우주의 열적 죽음이 올 것입니다. 열사에 대한 잘못된 결론은 열역학 제2법칙을 폐쇄되지 않은 시스템, 예를 들어 우주와 같은 무한하고 무한히 발전하는 시스템에 적용하는 것이 의미가 없다는 사실에 있습니다. 열사에 대한 결론의 불일치는 F. Engels의 "자연 변증법"에서도 지적되었습니다.

열역학의 처음 두 법칙은 0 켈빈에서 열역학 시스템의 거동에 대한 정보가 충분하지 않습니다. 그들은 보완 열역학 제3법칙,또는 네른스트 정리(V. F. G. Nernst (1864-1941) - 독일의 물리학자이자 물리화학자) - 판자:평형 상태에 있는 모든 물체의 엔트로피는 온도가 0 켈빈에 가까워짐에 따라 0이 되는 경향이 있습니다.

엔트로피는 가법상수까지 정의되기 때문에 이 상수를 0과 같게 하는 것이 편리합니다(그러나 이것은 엔트로피의 특성상 엔티티항상 가산상수까지 결정됨). Nernst-Planck 정리에 따르면 열용량은 다음과 같습니다. 씨피그리고 이력서 0K에서 0입니다.

열역학 제2법칙

열역학 제2법칙의 출현은 자연에서 어떤 과정이 가능하고 어떤 것이 불가능한지에 대한 질문에 답해야 할 필요성과 관련이 있습니다. 열역학 제2법칙은 열역학 과정의 흐름 방향을 결정합니다.

엔트로피와 클라우지우스 부등식의 개념 사용 열역학 제2법칙다음과 같이 공식화할 수 있습니다. 엔트로피 증가의 법칙되돌릴 수 없는 프로세스가 있는 폐쇄 시스템: 닫힌 시스템에서 비가역적인 과정은 시스템의 엔트로피가 증가하는 방식으로 발생합니다.

열역학 제2법칙을 보다 간결하게 공식화할 수 있습니다. 닫힌 시스템에서 발생하는 프로세스에서 엔트로피는 감소하지 않습니다.개방형 시스템에서는 엔트로피가 어떤 방식으로든(감소, 증가, 일정하게 유지) 행동할 수 있기 때문에 폐쇄 시스템에 대해 이야기하는 것이 중요합니다. 또한 엔트로피는 가역적 프로세스에 대해서만 닫힌 시스템에서 일정하게 유지된다는 점에 다시 한 번 주목합니다. 닫힌 시스템의 비가역 과정에서 엔트로피는 항상 증가합니다.

볼츠만 공식(57.8)을 사용하면 비가역 과정 동안 열역학 제2법칙에 의해 가정된 닫힌 시스템에서 엔트로피의 증가를 설명할 수 있습니다. 엔트로피 증가에서 시스템의 전환을 의미합니다. 가능성이 더 낮음상태. 따라서 볼츠만 공식을 통해 열역학 제2법칙을 통계적으로 해석할 수 있습니다. 이것은 통계적 법칙으로서 닫힌 시스템을 구성하는 많은 입자들의 무질서한 운동의 규칙성을 설명합니다.

열역학 제2법칙의 두 가지 공식을 더 표시해 보겠습니다.

1)켈빈:순환 과정은 불가능하며 유일한 결과는 히터에서받은 열을 그에 상응하는 일로 변환하는 것입니다.

2)클라우지우스에 따르면:순환 과정은 불가능하며, 그 결과 덜 가열된 몸체에서 더 가열된 몸체로 열이 전달되는 유일한 결과입니다.

XIX 세기 중반. 라는 문제가 있었습니다 우주의 열사. 우주를 닫힌 시스템으로 간주하고 열역학의 두 번째 스윙을 적용하여 Clausius는 우주의 엔트로피가 최대에 도달해야 한다는 진술로 내용을 줄였습니다. 이것은 시간이 지남에 따라 모든 형태의 운동이 열로 변해야 함을 의미합니다. 뜨거운 물체에서 차가운 물체로의 열 전달은 우주의 모든 물체의 온도가 같아질 것이라는 사실로 이어질 것입니다. 즉 완전한 열 평형이 이루어지고 우주의 모든 과정이 멈출 것입니다-우주의 열 죽음은 오다. 열사에 대한 잘못된 결론은 열역학 제2법칙을 폐쇄되지 않은 시스템, 예를 들어 우주와 같은 무한하고 무한히 발전하는 시스템에 적용하는 것이 의미가 없다는 사실에 있습니다.

엔트로피, 통계적 해석 및 열역학적 확률과의 연결

엔트로피의 개념은 1865년에 R. Clausius에 의해 소개되었습니다. 이 개념의 물리적 내용을 명확히 하기 위해 열의 비율을 고려하십시오. 큐체온에 대한 등온 과정에서 신체에 의해 얻어진 티라고 불리는 열전달체 열량 감소.

프로세스의 무한히 작은 부분에서 신체에 전달되는 감소된 열의 양은 다음과 같습니다. dQ/T.엄격한 이론적 분석은 신체에 전달되는 열의 양이 감소한다는 것을 보여줍니다. 모든 가역적 순환 과정, 0과 같음:

상태 기능,누구의 차등은 dQ/T,~라고 불리는 엔트로피그리고 표시 에스.

공식 (57.1)에서 다음을 따릅니다. 가역적 과정엔트로피 변화

열역학에서는 계의 엔트로피가 돌이킬 수 없는 순환,증가:

식 (57.3) 및 (57.4)는 다음에만 적용됩니다. 폐쇄 시스템시스템이 외부 환경과 열을 교환하면 엔트로피는 어떤 식으로든 작동할 수 있습니다. 관계식 (57.3)과 (57.4)는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 클라우지우스 부등식

즉. 닫힌계의 엔트로피아마도 증가하거나(돌이킬 수 없는 프로세스의 경우), 또는 일정하게 유지(가역적 프로세스의 경우).

시스템이 상태에서 평형 전이를 수행하는 경우 1 상태로 2 , 다음 (57.2)에 따르면, 엔트로피의 변화

여기서 피적분과 적분의 한계는 연구 중인 프로세스를 특성화하는 양의 관점에서 결정됩니다. 공식 (57.6)은 다음까지만 엔트로피를 결정합니다. 가산 상수.물리적 의미를 갖는 것은 엔트로피 그 자체가 아니라 엔트로피의 차이다.

식 (57.6)에 기초하여 이상 기체의 과정에서 엔트로피의 변화를 찾습니다. 그래서 그런

즉, 엔트로피 D의 변화 에스 1 ® 2 상태에서 전환하는 동안의 이상기체 1 상태로 2 전환 프로세스 유형에 의존하지 않음 1® 2.

단열 과정을 위해 dQ = 0, 그런 다음 D 에스= 0이므로, 에스=상수, 즉 이자형. 단열 가역 과정누출 일정한 엔트로피로따라서 흔히 등엔트로피 과정.공식 (57.7)에서 등온 과정 동안 ( 티 1 = 티 2)

isochoric 과정에서 ( V 1 = V 2)

엔트로피에는 속성이 있습니다. 가산성:시스템의 엔트로피는 시스템에 포함된 물체의 엔트로피의 합과 같습니다.가산성의 성질은 또한 내부 에너지, 질량, 부피(온도와 압력은 그러한 성질을 갖지 않음)에 의해 소유된다.

엔트로피의 더 깊은 의미는 통계 물리학에서 드러납니다. 엔트로피는 시스템 상태의 열역학적 확률과 관련이 있습니다. 열역학적 확률 여시스템 상태는 방법의 수거시적 시스템의 주어진 상태가 실현될 수 있는 것, 또는 주어진 거시적 상태를 실현하는 미시 상태의 수(정의에 의해, W³ 1, 즉, 열역학적 확률은 수학적인 의미에서 확률이 아닙니다(마지막 £ 1!).

Boltzmann(1872)에 따르면, 엔트로피시스템 및 열역학적 확률다음과 같이 상호 연결됩니다.

어디 케이-볼츠만 상수. 따라서 엔트로피는 주어진 거시 상태가 실현될 수 있는 미시 상태 수의 로그에 의해 결정됩니다. 따라서 엔트로피를 고려할 수 있습니다. 확률의 척도로열역학 시스템의 상태. 볼츠만 공식(57.8)을 사용하면 엔트로피를 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 통계해석: 엔트로피는 시스템의 무질서를 측정합니다.실제로 주어진 거시 상태를 실현하는 미시 상태의 수가 많을수록 엔트로피가 커집니다. 평형 상태(시스템의 가장 가능성 있는 상태)에서 미시 상태의 수는 최대이고 엔트로피도 최대입니다.

실제 프로세스는 되돌릴 수 없기 때문에 닫힌 시스템의 모든 프로세스는 엔트로피를 증가시킨다고 주장할 수 있습니다. 엔트로피 증가의 원리.엔트로피의 통계적 해석에서 이것은 닫힌 시스템의 프로세스가 상태의 확률이 최대가 될 때까지 미시 상태의 수를 늘리는 방향, 다시 말해 가능성이 낮은 상태에서 가능성이 높은 상태로 진행한다는 것을 의미합니다.

열역학(그리스어 θέρμη - "열", δύναμις - "힘")은 거시적 시스템의 가장 일반적인 특성과 이러한 시스템에서 에너지 전달 및 변환 방법을 연구하는 물리학의 한 분야입니다.

열역학에서는 온도의 개념을 도입할 수 있는 설명을 위해 상태와 과정을 연구합니다. 열역학(T.)은 실험적 사실의 일반화에 기초한 현상학입니다. 열역학 시스템에서 발생하는 프로세스는 거시적 양(온도, 압력, 구성요소 농도)으로 설명되며, 이는 많은 수의 입자로 구성된 시스템을 설명하기 위해 도입되었으며 개별 분자 및 원자에는 적용할 수 없습니다. 역학 또는 전기 역학에 도입된 양으로.

현대 현상학 열역학은 몇 가지 가정에 기초하여 개발된 엄격한 이론입니다. 그러나 이러한 가정과 열역학 시스템이 구축되는 입자 상호 작용의 속성 및 법칙과의 연결은 통계 물리학에 의해 제공됩니다. 통계 물리학은 또한 열역학 적용의 한계를 명확히 하는 것을 가능하게 합니다.

열역학 법칙은 일반적인 성질을 가지며 원자 수준에서 물질 구조의 특정 세부 사항에 의존하지 않습니다. 따라서 열역학은 에너지, 열 공학, 상전이, 화학 반응, 수송 현상 및 블랙홀과 같은 과학 기술의 광범위한 문제에 성공적으로 적용됩니다. 열역학은 물리학 및 화학, 화학 공학, 항공 우주 공학, 기계 공학, 세포 생물학, 생물 의약 공학, 재료 과학의 다양한 분야에서 중요하며 경제학과 같은 영역에서도 응용 프로그램을 찾습니다.

열역학의 역사에서 중요한 해

• 과학으로서의 열역학의 기원은 온도 개념을 도입하고 주변 온도 변화에 반응하는 최초의 장치를 설계한 G. Galilei(1597)의 이름과 관련이 있습니다.
• 곧 G. D. 화씨(G. D. Fahrenheit, 1714), R. Reaumur(R. Reaumur, 1730) 및 A. 섭씨(A. 섭씨, 1742)는 이 원리에 따라 온도 눈금을 만들었습니다.
• 1757년 J. Black은 이미 융합 잠열과 열용량의 개념을 도입했습니다(1770). 그리고 Wilke(J. Wilcke, 1772)는 1g의 물을 1°C 가열하는 데 필요한 열량으로 칼로리의 정의를 도입했습니다.
• 1780년 Lavoisier(A. Lavoisier)와 Laplace(P. Laplace)는 열량계(열량계 참조)를 설계하고 처음으로 실험적으로 박자를 결정했습니다. 여러 물질의 열용량.
• 1824년 N. L, S. Carnot은 열기관의 작동 원리 연구에 전념한 저서를 출판했습니다.
• B. Clapeyron은 열역학적 과정의 그래픽 표현을 도입하고 극소 주기의 방법을 개발했습니다(1834).
• G. Helmholtz는 에너지 보존 법칙(1847)의 보편적인 성질에 주목했습니다. 그 후, R. Clausius와 W. Thomson(Kelvin; W. Thomson)은 열역학 제1법칙과 열역학 제2법칙에 기초한 이론적인 열역학 장치를 체계적으로 개발했습니다.
• 제2법칙의 발전은 클라우지우스를 엔트로피의 정의(1854)와 엔트로피 증가의 법칙(1865)의 공식화로 이끌었습니다.
• 열역학적 전위법을 제안한 J. W. Gibbs(1873)의 작업을 시작으로 열역학적 평형 이론이 발전되었습니다.
• 2층에서. 19 세기 실제 가스에 대한 연구가 수행되었습니다. 액체 증기 시스템(1861)의 임계점을 처음 발견한 T. Andrews의 실험에 의해 특별한 역할이 수행되었으며 D. I. Mendeleev(1860)가 그 존재를 예측했습니다.
• 19세기 말까지 O2, N2 및 H2가 액화된 결과 저온을 얻는 데 큰 진전이 있었습니다.
• 1902년 Gibbs는 모든 기본 열역학 관계가 통계 물리학의 틀 내에서 얻어지는 논문을 발표했습니다.
• 키네틱 사이의 관계 신체의 특성과 열역학. 특성은 L. Onsager(L. Onsager, 1931)에 의해 설정되었습니다.
• 20세기에 다양한 상전이가 일어나는 양자 액체 및 액정뿐만 아니라 고체의 열역학을 집중적으로 조사했습니다.
• LD Landau(1935-37)는 자발 대칭 파괴의 개념을 기반으로 상전이의 일반 이론을 개발했습니다.

열역학 섹션

현대의 현상학적 열역학은 일반적으로 평형 열역학 시스템과 그러한 시스템의 과정을 연구하는 평형(또는 고전) 열역학과 열역학적 평형으로부터의 편차가 상대적으로 작고 여전히 열역학적 허용 가능한 시스템에서 비평형 과정을 연구하는 비평형 열역학으로 나뉩니다. 설명.

평형(또는 고전) 열역학

평형 열역학에서는 내부 에너지, 온도, 엔트로피 및 화학 포텐셜과 같은 변수가 도입됩니다. 모두 열역학적 매개변수(값)라고 합니다. 고전적 열역학은 시스템에 작용하는 중력 또는 전자기장과 같이 물리학의 다른 분야에서 고려되는 물리량 및 서로 간의 열역학 매개변수의 관계를 연구합니다. 화학 반응과 상전이도 고전 열역학의 주제에 포함됩니다. 그러나 화학적 변형이 필수적인 역할을 하는 열역학 시스템에 대한 연구는 화학 열역학의 주제이며 열 공학은 기술적 응용을 다룬다.

고전 열역학에는 다음 섹션이 포함됩니다.

• 열역학 원리(때때로 법칙 또는 공리라고도 함)
• 간단한 열역학 시스템의 상태 방정식 및 속성(이상 기체, 실제 기체, 유전체 및 자석 등)
• 단순한 시스템, 열역학적 사이클을 이용한 평형 과정
• 비평형 과정과 비감소 엔트로피의 법칙
• 열역학 상 및 상전이

또한 현대 열역학에는 다음 영역도 포함됩니다.

• 볼록 분석에 기반한 열역학의 엄격한 수학적 공식화
• 비광범위한 열역학

열역학적 평형 상태에 있지 않은 시스템, 예를 들어 움직이는 기체에서는 평형 열역학적 관계가 시스템의 각 지점에서 국부적으로 충족된다고 가정하는 국소 평형 근사를 사용할 수 있습니다.

비평형 열역학

비평형 열역학에서 변수는 공간뿐만 아니라 시간에서도 지역적인 것으로 간주됩니다. 즉, 시간은 공식에 명시적으로 포함될 수 있습니다. 열전도 문제에 전념한 푸리에의 고전 작품 "열의 분석 이론"(1822)은 비평형 열역학의 출현뿐만 아니라 카르노의 작품 "의 추진력에 대한 성찰"보다 앞서 있었다는 점에 유의하십시오. 불과 이 힘을 발전시킬 수 있는 기계에 대해"(1824), 이것은 고전 열역학 역사의 출발점으로 간주됩니다.

열역학의 기본 개념

열역학 시스템- 정신적으로 또는 실제로 환경으로부터 고립되어 상호 작용하는 신체 또는 신체 그룹.

균질 시스템- 속성이 다른 시스템(상) 부분을 분리하는 표면이 없는 시스템.

이기종 시스템- 속성이 다른 시스템 부분을 분리하는 표면이 있는 시스템.

단계- 물리적 및 화학적 특성이 동일한 이기종 시스템의 균질한 부분 집합으로, 가시적인 인터페이스로 시스템의 다른 부분과 분리됩니다.

외딴 체계환경과 물질이나 에너지를 교환하지 않는 시스템.

닫은 체계- 환경과 에너지를 교환하지만 물질은 교환하지 않는 시스템.

열려 있는 체계- 물질과 에너지를 환경과 교환하는 시스템.

시스템의 모든 물리적 및 화학적 특성의 전체가 시스템을 특성화합니다. 열역학적 상태. 고려 중인 시스템의 거시적 특성을 특징짓는 모든 양은 다음과 같습니다. 상태 매개변수. 이 시스템을 고유하게 특성화하려면 독립적인; 다른 모든 매개변수는 독립 매개변수의 기능으로 간주됩니다. 온도, 압력, 농도 등과 같은 직접 측정 가능한 매개변수는 일반적으로 독립 상태 매개변수로 선택됩니다. 시스템의 열역학적 상태의 모든 변화(적어도 하나의 상태 매개변수의 변화)는 열역학적 과정.

가역적 프로세스- 시스템이 환경에 어떠한 변화도 남기지 않고 원래 상태로 돌아갈 수 있도록 하는 프로세스.

평형 과정- 시스템이 연속적인 평형 상태를 통과하는 과정.

에너지작업을 수행하는 시스템의 능력을 측정합니다. 물질의 운동과 상호 작용에 대한 일반적인 질적 측정. 에너지는 물질의 고유한 속성입니다. 특정 힘의 장에서 신체의 위치로 인한 위치 에너지와 공간에서 신체의 위치 변화로 인한 운동 에너지를 구별하십시오.

시스템의 내부 에너지시스템을 구성하는 모든 입자의 운동 에너지와 잠재적 에너지의 합입니다. 시스템의 내부 에너지는 전체 에너지에서 시스템 전체의 운동 및 위치 에너지를 뺀 것으로 정의할 수도 있습니다.

에너지 전달 양식

한 시스템에서 다른 시스템으로의 에너지 전달 형태는 두 그룹으로 나눌 수 있습니다.

1. 첫 번째 그룹은 두 개의 인접한 물체의 분자의 혼란스러운 충돌에 의한 한 가지 형태의 운동 전이만을 포함합니다. 전도에 의해 (동시에 방사선에 의해). 이러한 방식으로 전달되는 움직임의 척도는 열입니다. 열은 분자의 무질서한 운동을 통한 에너지 전달의 한 형태입니다.
2. 두 번째 그룹에는 다양한 형태의 운동 전환이 포함되며, 그 공통적인 특징은 모든 힘의 작용하에 매우 많은 수의 분자(즉, 거시적 질량)를 덮는 질량의 움직임입니다. 중력장에서 물체의 상승, 더 큰 정전기 전위에서 더 작은 전위로 일정량의 전기 전환, 압력 하에서 가스의 팽창 등이 있습니다. 이러한 방법에 의해 전달되는 운동의 일반적인 측정은 다음과 같습니다. 일 - 입자의 정렬된 움직임을 통한 에너지 전달의 한 형태.

열과 일은 물질 세계의 주어진 부분에서 다른 부분으로 운동을 전달하는 두 가지 다른 형태를 질적, 양적으로 특징짓습니다. 열과 일은 몸에 담을 수 없습니다. 열과 일은 과정이 일어날 때만 발생하고, 그 과정만을 특징짓는다. 정적 조건에서 열과 일은 존재하지 않습니다. 열역학에서 출발점으로 삼는 열과 일의 차이와 일에 대한 열의 반대는 많은 분자로 구성된 물체에만 의미가 있습니다. 한 분자 또는 몇 개의 분자 집합에 대해 열과 일의 개념은 의미를 잃습니다. 따라서 열역학은 많은 수의 분자로 구성된 몸체 만 고려합니다. 소위 거시적 시스템.

열역학의 세 가지 법칙

열역학의 원리는 열역학의 기초가 되는 일련의 가정입니다. 이러한 조항은 과학적 연구의 결과로 확립되었으며 실험적으로 입증되었습니다. 그들은 열역학이 공리적으로 구성될 수 있도록 가정으로 받아들여집니다.

열역학 원리의 필요성은 열역학이 시스템의 미시적 구조에 대한 특정 가정 없이 시스템의 거시적 매개변수를 설명한다는 사실과 관련이 있습니다. 통계 물리학은 내부 구조에 대한 질문을 다룹니다.

열역학 법칙은 독립적입니다. 즉, 그 중 어느 것도 다른 원리에서 파생될 수 없습니다. 뉴턴의 역학 세 가지 법칙의 유사점은 "열"과 "일"의 개념을 연결하는 열역학의 세 가지 원칙입니다.

• 열역학의 제로 법칙은 열역학적 평형을 말합니다.
• 열역학 제1법칙은 에너지 보존에 관한 것입니다.
• 열역학 제2법칙은 열 흐름에 관한 것입니다.
• 열역학 제3법칙은 절대 영도의 접근 불가능성에 관한 것입니다.

열역학 일반(영) 법칙

열역학의 일반(제로) 법칙은 두 물체가 서로 열을 전달할 수 있으면 열 평형 상태에 있지만 이것은 일어나지 않습니다.

두 물체의 온도가 같으면 두 물체가 서로 열을 전달하지 않는다고 추측하기 쉽습니다. 예를 들어 체온계로 인체의 온도를 측정하면(측정이 끝나면 사람의 체온과 체온계의 온도가 같아진다) 같은 온도계로 체온을 측정한다. 욕실의 물과 두 온도가 동일하다는 것이 밝혀지면 (온도계가있는 사람과 물이있는 온도계의 열 평형이 있음) 사람이 욕조의 물과 열 평형 상태에 있다고 말할 수 있습니다.

위에서 우리는 열역학 0법칙을 다음과 같이 공식화할 수 있습니다. 세 번째 물체와 열평형 상태에 있는 두 물체도 서로 열평형 상태에 있습니다.

물리적인 관점에서 열역학 0법칙은 온도가 같은 두 물체 사이에 열 흐름이 없기 때문에 시작점을 설정합니다. 즉, 온도는 열평형의 지표일 뿐입니다.

열역학 제1법칙

열역학 제1법칙은 에너지가 흔적 없이 사라지지 않는다는 열에너지 보존법칙이다.

계는 열에너지 Q를 흡수하거나 방출할 수 있고 계는 주변 물체에 일 W를 수행(또는 주변 물체는 계에 일을 수행)하는 반면 초기 값 Uini를 갖는 계의 내부 에너지는 다음과 같습니다. Ucon과 동일:

종료-Ustart = ΔU = Q-W

열 에너지, 일 및 내부 에너지는 시스템의 전체 에너지를 결정하며 일정합니다. 시스템이 일정량의 열에너지 Q를 전달(제거)하면 일이 없을 때 시스템 U의 내부 에너지 양은 Q만큼 증가(감소)합니다.

열역학 제2법칙

열역학 제2법칙은 열 에너지가 한 방향으로만 흐를 수 있다고 명시합니다. 즉, 온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 흐를 수 있지만 그 반대는 불가능합니다.

열역학 제3법칙

열역학 제3법칙은 유한한 수의 단계로 구성된 프로세스가 절대 영도의 온도에 도달하는 것을 허용하지 않을 것이라고 명시합니다(비록 상당히 접근할 수 있지만).

열역학 제2법칙에 대한 몇 가지 공식이 있으며, 그 저자는 독일 물리학자, 기계공 및 수학자 Rudolf Clausius와 영국 물리학자이자 기계공인 William Thomson, Lord Kelvin입니다. 겉으로 보기에는 다르지만 본질은 같습니다.

클라우지우스의 가정

루돌프 율리우스 엠마누엘 클라우지우스

열역학 제2법칙은 첫 번째와 마찬가지로 경험적으로 도출됩니다. 독일의 물리학자, 역학 및 수학자 Rudolf Clausius는 열역학 제2법칙의 첫 공식화의 저자로 간주됩니다.

« 열은 그 자체로 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 이동할 수 없습니다.". Clasius가 " 열 공리"는 1850년 "열의 추진력과 열 이론을 위해 이것으로부터 얻을 수 있는 법칙"이라는 작품에서 공식화되었습니다.“물론 열은 더 높은 온도의 물체에서 낮은 온도의 물체로만 전달됩니다. 반대 방향에서는 자발적인 열 전달이 불가능합니다. 그게 의미야 클라우지우스의 가정, 열역학 제2법칙의 본질을 결정합니다.

가역 및 비가역 프로세스

열역학 제1법칙은 시스템이 받는 열, 내부 에너지의 변화, 시스템이 외부 물체에 한 일 사이의 양적 관계를 보여줍니다. 그러나 그는 열 전달 방향을 고려하지 않습니다. 그리고 열은 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 또는 그 반대로 전달될 수 있다고 가정할 수 있습니다. 한편, 실제로는 그렇지 않습니다. 두 몸체가 접촉하면 열은 항상 뜨거운 몸체에서 더 차가운 몸체로 전달됩니다. 그리고 이 과정은 저절로 일어납니다. 이 경우 접촉체를 둘러싸고 있는 외부체에는 변화가 일어나지 않습니다. 외부에서 일을 하지 않고(외부의 개입 없이) 일어나는 이러한 과정을 자발적인. 그는 될 수 있습니다 거꾸로 할 수 있는그리고 뒤집을 수 없는.

저절로 식으면서 뜨거운 물체는 주변의 차가운 물체로 열을 전달합니다. 그리고 차가운 몸은 결코 저절로 뜨거워지지 않습니다. 이 경우 열역학 시스템은 원래 상태로 돌아갈 수 없습니다. 이와 같은 과정을 뒤집을 수 없는. 되돌릴 수 없는 과정은 한 방향으로만 진행됩니다. 자연의 거의 모든 자발적인 과정은 시간이 되돌릴 수 없는 것처럼 되돌릴 수 없습니다.

거꾸로 할 수 있는시스템이 한 상태에서 다른 상태로 이동하지만 중간 평형 상태를 통해 역순으로 통과하여 원래 상태로 돌아갈 수 있는 열역학적 과정이라고 합니다. 이 경우 모든 시스템 매개변수가 원래 상태로 복원됩니다. 가역적 프로세스가 가장 많은 일을 합니다. 그러나 실제로는 실현될 수 없고 무한히 느리게 진행되기 때문에 접근할 수 밖에 없다. 실제로 이러한 과정은 연속적인 연속적인 평형 상태로 구성되며 준정적. 모든 준정적 프로세스는 가역적입니다.

톰슨(Kelvin) 가정

윌리엄 톰슨, 켈빈 경

열역학의 가장 중요한 과제는 열의 도움으로 최대량의 일을 얻는 것입니다. 예를 들어 마찰의 도움으로 보상 없이 작업은 쉽게 완전히 열로 변환됩니다. 그러나 열을 일로 변환하는 역 과정은 완전하지 않으며 외부에서 추가 에너지를 얻지 않고는 불가능합니다.

차가운 몸에서 따뜻한 몸으로 열을 전달할 수 있다고 말해야합니다. 이러한 과정은 예를 들어 가정용 냉장고에서 발생합니다. 그러나 그것은 자발적일 수 없습니다. 그것이 흐르기 위해서는 그러한 공기를 증류할 압축기가 필요합니다. 즉, 역과정(냉각)을 위해서는 외부로부터의 에너지 공급이 필요하다. " 보상 없이 낮은 온도의 신체에서 열을 전달하는 것은 불가능합니다.».

1851년, 영국의 물리학자이자 기계공인 William Thomson, Lord Kelvin은 제2법칙의 다른 공식을 제시했습니다. Thomson(Kelvin)의 가정은 다음과 같습니다. “순환과정이 없고, 그 결과는 열저장고를 냉각시켜 일을 생산하는 것뿐”. 즉, 주기적으로 작동하는 엔진을 만드는 것은 불가능하며 그 결과 단 하나의 열원과의 상호 작용으로 인해 긍정적 인 작업이 수행됩니다. 결국, 가능하다면 열 기관은 예를 들어 바다의 에너지를 사용하여 작동할 수 있고 완전히 기계적 작업으로 변환할 수 있습니다. 그 결과 바다는 에너지 감소로 인해 냉각될 것입니다. 그러나 온도가 주변 온도보다 낮아지는 즉시 더 차가운 물체에서 더 뜨거운 물체로 자발적인 열 전달 과정이 일어나야 합니다. 그러나 그러한 과정은 불가능합니다. 따라서 열기관의 작동을 위해서는 서로 다른 온도의 열원이 2개 이상 필요하다.

두 번째 종류의 Perpetuum 모바일

열기관에서 열은 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 이동할 때만 유용한 일로 변환됩니다. 이러한 엔진이 작동하려면 방열판(히터)과 방열판(냉장고) 사이에 온도차가 발생합니다. 히터는 작동 유체(예: 가스)에 열을 전달합니다. 일하는 몸이 확장되어 일을 합니다. 그러나 모든 열이 일로 변환되는 것은 아닙니다. 그것의 일부는 냉장고로 옮겨지고, 예를 들어 일부는 단순히 대기로 들어갑니다. 그런 다음 작동 유체 매개 변수를 원래 값으로 되돌리고 사이클을 다시 시작하려면 작동 유체를 가열해야 합니다. 즉, 냉장고에서 열을 가져와 히터로 전달해야 합니다. 이것은 열이 차가운 물체에서 따뜻한 물체로 전달되어야 함을 의미합니다. 그리고 이 과정이 외부의 에너지 공급 없이 수행될 수 있다면 우리는 두 번째 종류의 영구 운동 기계를 얻게 될 것입니다. 그러나 열역학 제2법칙에 따르면 이것이 불가능하기 때문에 열을 일로 완전히 전환시키는 제2종 영구 운동 기계를 만드는 것도 불가능합니다.

열역학 제2법칙의 등가 공식:

1. 프로세스가 불가능하며 그 결과 시스템이받는 전체 열량을 일로 변환하는 것뿐입니다.
2. 두 번째 종류의 영구 운동 기계를 만드는 것은 불가능합니다..

카르노 원리

니콜라스 레너드 새디 카르노

그러나 영구 운동 기계를 만드는 것이 불가능하다면 효율(효율 계수)이 최대가 되도록 열기관의 작동 주기를 구성하는 것이 가능합니다.

1824년, 클라우지우스와 톰슨이 열역학 제2법칙을 정의한 그들의 가정을 공식화하기 훨씬 전에, 프랑스의 물리학자이자 수학자인 Nicolas Léonard Sadi Carnot은 그의 연구를 출판했습니다. "화염의 원동력과 이 힘을 발전시킬 수 있는 기계에 대한 고찰." 열역학에서는 기본으로 간주됩니다. 과학자는 당시 존재했던 증기기관의 효율이 2%에 불과한 것을 분석해 이상적인 열기관의 작동을 설명했다.

물 엔진에서 물은 높은 곳에서 떨어지는 방식으로 작동합니다. 유추하여 Carnot은 열이 뜨거운 물체에서 더 차가운 물체로 이동하면서 일을 할 수도 있다고 제안했습니다. 즉,열 엔진이 작동하려면 온도가 다른 2개의 열원이 있어야 합니다. 이 진술은 카르노 원리. 그리고 과학자가 만든 열기관의 작동주기를 카르노 사이클.

Carnot은 다음을 수행할 수 있는 이상적인 열기관을 고안했습니다. 최고의 직업공급되는 열 때문입니다.

Carnot이 기술한 열기관은 다음과 같은 온도를 갖는 히터로 구성됩니다. 티엔, 작동 유체 및 온도가 있는 냉장고 T X.

Carnot 주기는 순환 가역 과정이며 4단계(등온 2단계 및 단열 2단계)를 포함합니다.

첫 번째 단계 A→B는 등온입니다. Heater와 작동유체의 동일한 온도에서 일어난다. 티엔. 접촉하는 동안 열량 큐시간히터에서 작동 유체(실린더의 가스)로 전달됩니다. 가스는 등온적으로 팽창하고 기계적 작업을 수행합니다.

프로세스가 순환(연속)하려면 가스를 원래 매개변수로 되돌려야 합니다.

B→C 주기의 두 번째 단계에서 작동 유체와 히터가 분리됩니다. 가스는 환경과 열 교환 없이 단열 팽창을 계속합니다. 동시에 온도가 냉장고의 온도로 낮아집니다. T X그리고 계속 일을 합니다.

세 번째 단계 C→D에서 작동 유체는 온도 T X, 냉장고와 접촉하고 있습니다. 외력의 작용으로 등온압축되어 일정량의 열을 발산 Q X냉장고. 작업이 진행 중입니다.

4단계 G → A에서 작동유체가 냉장고에서 분리됩니다. 외부 힘의 작용으로 단열 압축됩니다. 작업이 진행 중입니다. 그 온도는 히터의 온도와 같아집니다 티엔.

작업 본체가 원래 상태로 돌아갑니다. 순환 프로세스가 종료됩니다. 새로운 주기가 시작됩니다.

Carnot 주기에 따라 작동하는 차체 기계의 효율성은 다음과 같습니다.

이러한 기계의 효율성은 설계에 의존하지 않습니다. 그것은 히터와 냉장고 사이의 온도 차이에만 의존합니다. 그리고 냉장고 온도가 절대 영도라면 효율은 100%가 됩니다. 지금까지 아무도 더 나은 것을 생각해내지 못했습니다.

불행히도 실제로 그러한 기계를 만드는 것은 불가능합니다. 실제 가역적 열역학적 프로세스는 다양한 정도의 정확도로 이상적인 프로세스에만 접근할 수 있습니다. 또한 실제 열 엔진에서는 항상 열 손실이 발생합니다. 따라서 효율성은 Carnot 주기에 따라 작동하는 이상적인 열기관의 효율성보다 낮습니다.

Carnot 사이클을 기반으로 다양한 기술적 장치가 구축되었습니다.

Carnot 사이클을 반대로 수행하면 냉동기가 얻어진다. 결국 작동 유체는 먼저 냉장고에서 열을 가져온 다음 사이클을 생성하는 데 소요되는 작업을 열로 전환한 다음 이 열을 히터에 제공합니다. 이것이 냉장고가 작동하는 방식입니다.

역 Carnot 사이클도 히트 펌프의 핵심입니다. 이러한 펌프는 낮은 온도의 소스에서 높은 온도의 소비자에게 에너지를 전달합니다. 그러나 추출된 열이 환경으로 방출되는 냉장고와 달리 히트 펌프에서 소비자에게 전달됩니다.

열역학 제2법칙은 유한 속도로 발생하는 실제 열 과정의 방향을 결정합니다.

두 번째 시작(제2법칙) 열역학 그것은 가지고있다 여러 문구. 예를 들어, 어떤 행동, 에너지 전환과 관련된(즉, 한 형태에서 다른 형태로의 에너지 전환으로), 환경에서 소산되는 열의 형태로 손실 없이는 발생할 수 없습니다.. 보다 일반적인 형태로 말하면 에너지가 집중(정렬된) 형태에서 흩어진(무질서한) 형태로 전달되는 조건에서만 에너지의 변환(변환) 과정이 자발적으로 발생할 수 있음을 의미합니다.

또 다른 정의열역학 제2법칙은 다음과 직접적인 관련이 있습니다. 클라우지우스 원리: 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 열이 전달되는 것을 제외하고는 어떠한 변화도 일어나지 않는 과정은 비가역적이다. 어디에서 시스템의 에너지 재분배 가치를 특징으로 하는, 명명 된 엔트로피, 열역학 시스템 상태의 함수(총 미분 함수)로 처음 도입되었습니다. 1865 클라우지우스의 해. 엔트로피 -그것은 에너지의 비가역적 소산의 척도입니다. 엔트로피가 클수록 더 많은 에너지가 열의 형태로 비가역적으로 소산됩니다.

따라서 열역학 제2법칙의 공식화로부터 이미 다음과 같이 결론을 내릴 수 있습니다. 모든 시스템, 시간에 따라 속성이 변하는 평형 상태를 위한 노력 여기서 시스템 엔트로피최대값을 취합니다. 에 관하여 열역학 제2법칙자주 전화 엔트로피 증가의 법칙, 그리고 자신 엔트로피(물리적 양 또는 물리적 개념으로) 고려하다 물리화학적 시스템의 내부 무질서의 척도로서.

다시 말해, 엔트로피 – 상태 기능,닫힌 열역학 시스템에서 자발적인 과정의 흐름 방향을 특성화합니다. 평형 상태에서 닫힌 시스템의 엔트로피는 최대에 도달하며 이러한 시스템에서는 거시적 과정이 불가능합니다. 최대 엔트로피는 완전한 혼돈에 해당합니다..

대부분의 경우 시스템의 한 상태에서 다른 상태로의 전환은 엔트로피의 절대 값이 아닌 특징이 있습니다. 에스, 그리고 그 변화 ∆ 에스, 이것은 시스템의 절대 온도에 대한 열량(시스템에 제공되거나 시스템에서 제거된)의 변화 비율과 같습니다. ∆ 에스=∆질문/답변, J/도 이것은 이른바 열역학 엔트로피.

또한 엔트로피는 통계적 의미도 있습니다. 한 거시 상태에서 다른 거시 상태로 전환하는 동안 통계적 엔트로피도 증가합니다. 왜냐하면 그러한 전환에는 항상 많은 수의 미시 상태가 수반되고 평형 상태(시스템이 경향이 있는)는 최대 수의 미시 상태를 특징으로 하기 때문입니다.

열역학의 엔트로피 개념과 관련하여 시간 개념은 새로운 의미를 얻습니다. 고전 역학에서 시간의 방향은 고려되지 않으며 기계 시스템의 상태는 과거와 미래 모두에서 결정될 수 있습니다. 열역학에서 시간은 시스템에서 엔트로피를 증가시키는 비가역적 과정의 형태로 나타납니다.즉, 엔트로피가 클수록 시스템의 발전 기간이 길어집니다.

게다가, 엔트로피의 물리적 의미를 이해하기 위해임을 명심해야 한다. 자연에는 네 가지 종류의 열역학 시스템이 있습니다.:

ㅏ) 격리된 시스템 또는 폐쇄형(이러한 시스템이 한 상태에서 다른 상태로 전환되는 동안 시스템 경계를 넘어 에너지, 물질 및 정보가 전달되지 않음)

비) 단열 시스템(환경과의 열교환 만 없음);

안에) 폐쇄 시스템(이웃 시스템과 에너지를 교환하지만 문제는 아님) (예: 우주선);

G) 개방형 시스템(물질, 에너지 및 정보를 환경과 교환). 이러한 시스템에서는 외부에서 에너지가 도착하기 때문에 훨씬 더 낮은 엔트로피를 갖는 소산 구조가 발생할 수 있습니다.

개방형 시스템의 경우 엔트로피가 감소합니다.. 후자는 주로 우려 생물학적 시스템, 즉 살아있는 유기체, 개방형 비평형 시스템. 이러한 시스템은 화학물질 농도, 온도, 압력 및 기타 물리화학적 양의 기울기가 특징입니다. 현대의 개념, 즉 비평형 열역학을 사용하면 개방형, 즉 실제 시스템의 동작을 설명할 수 있습니다. 이러한 시스템은 항상 환경과 에너지, 물질 및 정보를 교환합니다. 더욱이 그러한 교환 과정은 물리적 또는 생물학적 시스템뿐만 아니라 사회 경제적, 문화적, 역사적 및 인도적 시스템에서도 일반적입니다. 그 과정에서 발생하는 과정은 원칙적으로 되돌릴 수 없기 때문입니다.

열역학 제3법칙(열역학 제3법칙)은 "절대 영도"의 개념과 관련이 있습니다. W. Nernst(독일 물리학자)의 열 정리에 나타난 이 법칙의 물리적 의미는 분자의 병진 열 운동이 멈추어야 하는 절대 영도(-273.16ºC)에 도달하는 것이 근본적으로 불가능하다는 점과 엔트로피는 시스템의 물리적 상태 매개변수(특히 열 에너지의 변화)에 더 이상 의존하지 않게 됩니다. Nernst의 정리는 시스템의 열역학적으로 평형 상태에만 적용됩니다.

즉, Nernst 정리는 다음 공식으로 주어질 수 있습니다.: 절대 0에 접근할 때 엔트로피의 증가∆에스시스템 상태를 특성화하는 모든 매개 변수가 취하는 값과 관계없이 잘 정의된 최종 한계에 도달하는 경향이 있습니다.(예: 부피, 압력, 응집 상태 등).

Nernst의 정리의 본질을 이해하십시오.할 수 있다 다음 예.기체의 온도가 감소함에 따라 기체의 응축이 발생하고 분자가 더 정렬되어 있기 때문에 시스템의 엔트로피가 감소합니다. 온도가 더 낮아지면 액체의 결정화가 일어나고 분자 배열이 더 정렬되어 결과적으로 엔트로피가 훨씬 더 많이 감소합니다. 절대 0도에서 모든 열 운동은 멈추고 무질서는 사라지며 가능한 미시 상태의 수는 1로 감소하고 엔트로피는 0에 접근합니다.

4. 자기 조직화의 개념. 개방형 시스템의 자기 조직화.

개념 " 시너지” 1973년 독일 물리학자 헤르만(Hermann)이 제안한 하켄방향을 나타내기 위해, ~라고 불리는 자기 조직화의 일반 법칙 탐구- 외부로부터의 통제 작용 없이 복잡한 시스템의 요소들이 조화롭게 작용하는 현상. 시너지 효과(그리스어 번역 - 공동, 동의, 기여) - 과학적 방향공부하는 구조 요소 간의 링크(하위 시스템), 형성되는 오픈 시스템에서(생물학적, 물리화학적, 지질학적, 지리학적 등) 집중 덕분에(스트리밍) 환경과 물질, 에너지 및 정보의 교환 비평형 조건에서. 이러한 시스템에서는 하위 시스템의 조정된 동작이 관찰되어 결과적으로 순서가 증가(엔트로피 감소), 즉 자기 조직화 과정이 진행됩니다.

평형휴식과 대칭 상태가 있습니다, ㅏ 어울리지 않음리드 운동 및 비평형 상태로.

시스템의 자기 조직화 이론에 상당한 기여러시아 태생의 벨기에 물리학자가 기고함 I.R. 프리고진(1917-2003). 그는 그것을 보여주었다 소산 시스템(엔트로피 산란이 발생하는 시스템) 돌이킬 수없는 비평형 과정에서 그에 의해 명명 된 질서있는 형성이 발생합니다 소산 구조.

자기 조직- 이것은 무질서로부터 질서와 조직이 자발적으로 출현하는 과정(혼돈) 개방형 비평형 시스템에서.평형에서 시스템 매개변수의 무작위 편차( 변동)시스템의 기능과 존재에 매우 중요한 역할을 합니다. 로 인한 변동 성장환경으로부터 에너지를 흡수할 때 체계일부에 도달 위험 상태그리고 새로운 안정 상태에 들어감와 함께 더 높은 수준의 복잡성그리고 주문하다이전에 비해. 새로운 정지 상태에서 자가 조직화하는 시스템은 엔트로피를 줄이고 내부 프로세스로 인해 증가하는 초과분을 환경으로 일종의 "방출"합니다.

혼돈에서 발생 정렬된 구조 (어트랙터, 또는 소산 구조)는 경쟁의 결과시스템에 포함된 가능한 상태 집합입니다. 경쟁의 결과, 우세한 조건에서 가장 적응력이 높은 구조가 자발적으로 선택됩니다.

시너지 효과에 의존비평형 과정의 열역학, 무작위 과정 이론, 비선형 진동 및 파동 이론.

Synergetics는 시스템의 출현과 발전을 고려합니다.. 구별하다 세 가지 유형의 시스템: 1) 닫은,이웃 시스템(또는 환경)과 물질, 에너지 또는 정보를 교환하지 않는 것; 2) 닫은, 이웃 시스템과 에너지를 교환하지만 문제는 아닙니다(예: 우주선). 삼) 열려 있는,이웃 시스템과 물질과 에너지를 모두 교환합니다. 거의 모든 자연 (생태) 시스템은 개방형입니다.

시스템의 존재상상할 수 없는 연결 없이.후자는 직접 및 역으로 나뉩니다. 똑바로 이것을 불러 연결, 하나의 요소( 하지만) 다른 ( 에) 응답이 없습니다. ~에 피드백요소 에요소 작업에 응답 하지만.피드백은 긍정적이기도 하고 부정적이기도 합니다.

피드백한 방향으로 프로세스를 강화합니다. 그 행동의 예는 영토의 늪지대 (예 : 삼림 ​​벌채 후)입니다. 프로세스시작하다 행동안에 한 방향으로: 수분 증가 - 산소 고갈 - 식물 잔류물의 분해 속도 저하 - 이탄 축적 - 침수 심화.

부정적인 피드백요소의 작용이 증가하는 방식으로 작동합니다. 하지만요소의 반대 힘이 증가합니다. B. 이러한 연결은 시스템이 상태를 유지하도록 합니다. 안정적인 동적 균형.이것은 자연계에서 가장 일반적이고 중요한 연결 유형입니다. 먼저 생태계의 안정성과 안정성은 이를 기반으로 합니다.

시스템의 중요한 속성~이다 출현(영어에서 번역 - 출현, 새로운 출현). 이 속성은 전체 시스템의 속성이 구성 요소 또는 구성 요소의 속성을 단순히 합한 것이 아니라 시스템의 다양한 링크의 상호 연결이 시스템의 새로운 품질을 결정한다는 사실에 있습니다.

시스템 고려에 대한 시너지 접근 방식은 다음을 기반으로 합니다. 세 가지 개념: 불균형, 개방성그리고 비선형성.

불균형(불안정) – 시스템 상태, 거시적 매개 변수, 즉 구성, 구조, 행동에 변화가 있습니다.

개방성 -시스템 기능끊임없이 물질, 에너지, 정보를 환경과 교환하고 "원"-환경에서 에너지 보충 영역과 분산 영역, "배수"를 모두 갖습니다.

비선형성 -시스템 속성이 시스템의 다양한 허용 가능한 행동 법칙에 따라 다양한 정지 상태를 유지합니다.

에 비선형 시스템개발은 비선형 법칙에 따라 진행되며 불안정 상태에서 벗어나기 위한 선택 경로와 대안의 다변량으로 이어집니다. 에 비선형 시스템프로세스 수 날카로운 문턱 문자외부 조건의 점진적인 변화와 함께 다른 품질로의 급격한 전환이 관찰될 때. 동시에 오래된 구조는 파괴되어 질적으로 새로운 구조로 넘어갑니다.