De ce Termodinamica/Fizica nu neagă Teoria Evoluţiei sau Abiogeneza

Faptul ca, in viziunea unora, fizica ar spune ca „orice pe lumea asta se degradeaza”, „merge spre dezordine”, „sufera o crestere a entropiei”, îi face pe acestia sa creada ca asta ar interzice aparitia vietii si a structurii ordonate a fiintei vii de maniera naturala. Cel mai adesea, ei citeaza ca „dovada”, principiul II al Termodinamicii; asta arata ca acestia nu au înteles ce este termodinamica si deasemenea ca nu au înteles nici ce vrea principiul II:

DEF: „Termodinamica studiaza fenomenele termice fara a ţine seama de structura intima, atomo-moleculara a corpurilor. Ea nu studiaza mecanismul fenomenelor, din aceasta cauza, nu foloseste reprezentarile structurale ale corpurilor. Ea studiaza fenomenele realizate pe cale experimentala, în care participa corpuri ale caror dimensiuni sunt perceptibile si obisnuite pentru om. Acestea se numesc corpuri macroscopice, iar fenomenele asociate, se numesc fenomene macroscopice.”

Termodinamica deci nu se ocupa cu „ordinea” si „dezordinea”, caci „ordine” a cui? A unor obiecte macroscopice????

Principiul II al termodinamicii NU are nici o legatura cu „ordinea” sau „dezordinea”.

Formularea Thomson spune: „Intr-o TRANSFORMARE CICLICA MONOTERMA, sistemul nu poate ceda lucru mecanic in exterior.”

Unde e „dezordinea”?

Hm!

Mai incercam o data, poate o gasim în cealalta formulare a principiului II , cea a lui Clausius: „Nu e posibila o transformare care sa aiba ca rezultat TRECEREA DE LA SINE a caldurii de la un corp cu o temperatura data, la altul cu una mai ridicata.”

Nici aici nu gasim ordine si dezordine . . .

Mai exista înca vreo 3 formulari ale principiului. Una dintre ele, adevarat, introduce o marime numita „entropie”, care însa nu reprezinta în nici un fel „grad de ordine” sau „dezordine”, ci pierderea de caldura (energie) pe unitatea de temperatura.

Acesta formulare este:

„Orice proces ireversibil natura care implica SISTEME TERMODINAMICE FINITE, duce la cresterea entropiei.”

sau:

„Entropia INTR-UN SISTEM INCHIS nu poate niciodata sa scada, ea fiind definita ca acea parte de ‘energie nedisponibila’ la finalul procesului.”

Entropie este deci un termen (dQ/T) al unei inecuatii termodinamice, caci asta înseamna „nu poate decât sa creasca”) pentru cazul proceselor ireversibile si devine termenul unei ecuatii, pentru cazul proceselor reversibile.

Ea apare ca o necesitate de a defini caracterul ireversibil al unor procese (în natura, acesta este cel mai des întalnit caz, caci e greu de gasit sau realizat sisteme închise si izolate adiabatic: O piatra cade, se izbeste de pamânt si se încalzeste; daca o sa încingem o piatra însa, nu o sa „salte” niciodata de unde a cazut).

Astfel, în cazul unui SISTEM INCHIS nu poti termina niciodata un proces fizic cu tot atâta energie utila câta ai avut la intrarea în acest proces, caci întodeauna o parte se pierde în mod irecuperabil; de aceea nu sunt posibile perpetuum-mobile. Daca ar fi sistem deschis si ai inteveni astfel cu energie din exterior, chestia nu ar mai fi valabila, caci atunci energia utila finala a acestuia, poate sa fie mai mare decat cea initiala. Nimic nu interzice acest lucru.

Clausius care a introdus termenul de „entropie” judecând pe cazul ciclurilor ideale (reversibile), a legat-o de suma caldurilor reduse, facând constarea ca într-un proces ciclic suma caldurilor reduse nu poate fi mai mare de zero, si ca în cazul proceselor reversibile, aceasta suma devine integrala, fiind egala cu zero. (def: „caldura redusa” = Q/T).

Formularea lui este asta: „Pentru UN SISTEM INCHIS, entropia este cantitatea de energie termica care nu poate fi tranformata în energie utila”.
Dupa cum se poate lesne observa, aici vorbim despre energii si calduri – cum e de asteptat în termodinamica – si nu de ordine si dezordine, pe care probabil le-am gasi doar in vorbirea curenta.

Pentru ca aceasta cantitate de energie nu poate fi transformata în energie utila, ea e considerata arbitrar „pierduta”, de aceea o scadem, adica îi punem semnul minus în ecuatie, ea capatând astfel valente (abstracte) de energie negativa, ca opus al energiei disponibile; asta doar artimetic vorbind . . .

De ce creste entropia?

Pai simplu: Intr-o lume a fortelor disipative, nu e nicicum de mirare; cand zici „Energia disponibila (utila) nu poate niciodata creste”, poti conchide ca opusul ei, adica prin definitie/conventie „entropia”, nu poate niciodata sa scada.

Entropia termodinamica deci, n-are de-a face cu dezordinea!!!!!! (decât poate cu aceea din mintea unora).

ESTE DOAR O CONVENTIE ARITMETICA, CUM SA-TI „BOTEZI” DIFERITELE FELURI DE ENERGII.

Parasind termodinamica, asa cum arata definita ei data mai sus, trebuie spus ca aceasta entropie (a unei oarecare stari a unui sistem termodinamic), care este o energie si nu o masura a dezordinii, este proportionala cu probabilitatea acelei stari.

Asta se scrie S ~ W; poti sa transformi asta în egalitate, scriind S = k* ln W, unde W este probabilitatea starii sistemului. Ea este un numar (probabiliate), anume numarul de microstari care corespund macrostarii termodinamice (caci termodinamica, repet, se ocupa cu „macro”!).

In momenul în care am scris egalitatea de mai sus, entropia pierde însa unitatile de masura, trecând din fizica în aritmetica: Nu poti sa ai în stânga semnului egal un termen definit ca o marime fizica, cu unitati de masura (J/K) si în dreapta un simplu numar! Asta însa e alta treaba, rezolvata prin atasarea de unitati constantei Boltzmann.

Pentru clarificarea semnificatiei entropiei termodinamice ne ajuta mult acest experiment: Sa luam doua gaze la temperaturi diferite (au 2 temperaturi diferite) care puse in aceeasi incinta se amesteca; prin contact, caldura se va distribui egal între ele, în acelasi timp cele doua gaze, cum ziceam, se vor si amesteca omogen; în cazul distributiei caldurii în cele doua gaze, cresterea entropiei (termodinamice) o poti masura folosindu-te de marimi fizice ca Joulii si Gradele de Temperatura.

Dar daca reluam experimentul si acum amestecam doua gaze la aceeasi temperatura (adica având deja aceeasi temperatura inainte de a intra în contact), din moment ce nu se produce nici un schimb de caldura, raportul Jouli pe Grade de Temperatura nu mai are nici o relevanta ca sa-ti explice ce se întampla acolo. Nexam entropie asadar!

Procesul de AMESTECARE AL GAZELOR se raporteaza la DIFUZIA CALDURII doar prin analogie, de aceea Boltzmann a folosit un factor (constanta care îi poarta numele) pentru a atasa unitati fizice fenomenului (se refera la energia cinetica medie a unei molecule la o temperatura data).

Dupa cum se poate observa, NICI ACEASTA ENTROPIE („entropie logica” se numeste si tine de mecanica statistica) NU ESTE O MASURA A ORDINII SI DEZORDINII, CI A PROBABILITATII UNOR STARI MACROSCOPICE, mai exact, a probabilitatii unei sume de stari microscopice ce sastisfac niste conditii macroscopice).

Aceasta entropie logica se defineste ca „masura a multiplicitatii unei stari (macro)”, asta vrând sa spuna ca o stare macro poate fi obtinuta prin multilple sume de stari micro (ale moleculelor); e si normal, aceste molecule ale unui gaz simplu, sunt total lipsite de o identitate care sa le deosebeasca unele de altele, în masura în care au energii/temperaturi/viteze echivalente!

O analogie la întelesul acestui tip particular de masura numita „entropie logica”, este aceea a „aruncarii celor 2 zaruri”: suma 6 o poti obtine în mai multe feluri (1+5, 2+4, 3+3) la aruncarea a 2 zaruri, decât se poate obtine suma 2 (doar prin 1+1). De aceea spui ca „6-le este mai probabil decat 2-ul”.

Aceasta entropie statistica nu are astfel nici pe departe valente de „masura a dezordinii”: Apa dintr-un pahar are o entropie mai mare decat un amestec apa-ghiata într-un volum echivalent, desi intuitiv, tot tolomacu’ ar fi pariat pe invers si asta se întâmpla asa tocmai pentru ca starea macroscopica a sistemului considerat se obtine dintr-un numar mai mare de microstari (viteze ale moleculelor relativ mai libere ale apei lichide decât acelea ale moleculelor de apa înghetata) în cazul apei, decât cel mai mic, al amestecului.

Dara chiar presupunând prin absurd (adica din ignoranta) ca entropia termodinamica înseamna dezordine si ca aceasta creste invariabil, asta nu împiedica cu nimic aparitia si dezvoltarea vietii sau a ordinii din dezordine: pamantul este un sistem care primeste din plin energie de la Soare, aceasta fiind suficienta pentru a face ca entropia sa scada pe subsisteme. Nici un principiu, termodinamic sau nu, nu interzice acest lucru.

Natura, în MII si MII de ipostaze, ne arata acest lucru.

Când mergi cu masina si pui frâna, o parte din energia de miscare se pierde irecuperabil prin frecare, asta însa nu te va opri definitiv pe loc, în masura în care înca mai ai un ansamblu motor + combustibil (sursa de energie).

In biologie acelasi lucru va fi cât timp exista (dar chiar si doar ca a existat in anumite cazuri!!!!!) Soarele. Experienta lui Monti: Iei 100 ml de apa continând 10 mg dintr-un zahar simplu (ex. glucoza), cu ceva saruri minerale, N2, P, S, si însamântezi mediul cu o bacterie, de ex. Escherichia Coli.

Dupa 36 de ore solutia va contine cateva sute de miliarde de bacterii, iar 40 la suta din zahar va fi fost convertit în constituenti celulari, restul oxidat/tranformat (folosit ca energie) în CO2 si H2O.

Daca faci asta într-un calorimetru poti sa faci bilantul termodinamic: la fel ca în cazul unei cristalizari de ex., entropia sistemului creste cât îi permite Principiul II, asta neîmpiedicand ordinea (viata) sa apara.

Totul s-a întamplat în timp ce structura interna a bacteriilor a fost nu numai mentinuta ci SI INMULTITA DE CATEVA SUTE DE MILIARDE DE ORI.

„Datoria” termodinamica a operatiei a fost „achitata” corespunzator. Clausius ar fi multumit.

Toata energia biologica de pe Terra provine din plante, din glucoza pe care plantele o sintetizeaza in pasi succesivi cu energie solara, prin fotosinteza. Al 2-lea principiu enegetic al vietii, anume acizii grasi, ei sunt la rândul lor sintetizati din „zahar” (de catre plante, însa asa cum ne-o arata ca stie chiar metabolimsul uman (animal), nu numai ele).

„Sistemul” samânta-în-crestere, cât primeste energie din exterior (precum bacteria din glucoza oxidata), adica caldura de la Soare, nu va avea probleme cu principiul II, viata fiind un sistem deschis, unde intra energie la greu!

Natura ne arata si ea variate moduri ca ordinea apare din dezordine in mod spontan: cristalele, fulgii de nea, tornadele, etc., sunt exemple banale de ordine spontana provenind din dezordine. Pentru orice sistem in care intra energie suficienta (~ deschis), principiul al 2-lea nu mai reprezinta o interdictie, în acest caz entropia putând sa scada local (judecând deci pe subsistemul respectiv), chiar daca global, fara îndoiala, ea creste.

Experimente destul de recente, arata ca amestecand molecule de diferite dimensiuni, apare o concentrare în energia moleculelor mari prin simpla grupare geometrica (adica cresterea entropiei, asa cum o intelege mecanica statistica), tocmai ca o consecinta a dispersiei crescânde a (energiei) celor mici.

Legaturi utile spre articole ale Asociatiei Americane de Chimie, diviziunea „Educatie”:

http://jchemed.chem.wisc.edu/Journal/Issues/1999/Oct/abs1385.html
Shuffled Cards, Messy Desks, and Disorderly Dorm Rooms – Examples of Entropy Increase? Nonsense!
Frank L. Lambert, 2834 Lewis Dr., La Verne, CA 91750

http://jchemed.chem.wisc.edu/Journal/Issues/2002/Feb/abs187.html
Disorder – A Cracked Crutch for Supporting Entropy Discussions
Frank L. Lambert, 2834 Lewis Dr., La Verne, CA 91750

9 responses to “De ce Termodinamica/Fizica nu neagă Teoria Evoluţiei sau Abiogeneza

  1. Sunt de-a dreptul incantat de acest blog. Dumnezeu sa te binecuvanteze :D

  2. nu trebuie neaparat sa folosim cuvintele ordine-dezordine ca entropia sa contrazica evolutia. ai spus „pierderea de caldura (energie)”, de fapt e vb de energie care NU INSEAMNA NUMAI CALDURA.
    Galaxiile se invart in jurul propriilor axe prea repede(“the winding-up dilemma”), prea putine ramasite de supernove, insuficiente depozite reziduale pe fundurile marilor, insuficenta sare/sodiu in mari si oceane, campul magnetic al pamantului se degradeaza prea repede, materialul biologic se degradeaza prea repede etc etc..
    deci, indiferent de felul in care interpretati voi legea aia, intrebarea e: care sunt alea „MII si MII de ipostaze” care ne arata ca lucrurile nu merg de la ordine la dezordine??
    evolutia e demonstrata? asta pt ca se bazeaza pe ceva. pacat ca acel „ceva” NU E DEMONSTRAT.
    credinta crestina nu e o credinta oarba: „veniti sa ne judecam, zice Domnul”. exista dovezi istorice in favoarea autenticitatii NTestament si, indiferent d c-ati mai spune dspr asta, mesajul meu e:
    „Fiindca atat de mult a IUBIT DZEU lumea ca a DAT pe singurul lui FIU, pt ca ORICINE CREDE in El sa NU PIARA ci sa aiba VIATA VESNICA”!

  3. Amin!

    Apa si algocalmin.
    Scuze de off-topic.

  4. Principiul al 2-lea al termodinamicii verifica Creatia si nu Evolutia.Mai citeste.

  5. fizica nu neaga si nu face nimic si n-a facut nimic decat daca are acordul scris a lui bacaloglu ,a lui stoilov , si a lui lorentz sau a prof.phd.mircea h.orasanu

  6. o sa raspund cu un citat(nu mia stiu cine l-a spus , dar daca vreti sa aflati, executati o cautare pe internet ):”aparitia vietii nu incalca legea a 2-a a termodinamicii, asa cu nici eu nu incalc legea gravitatiei sarind”

  7. Nea’ Rica, arunca un ochi aici la video-ul: asta http://www.youtube.com/watch?v=CgppGozbFd4
    Michio Kaku explica pe intelesul tuturor legea a II a termodinamicii fara ca cineva sa fie nevoit sa citeasca o pagina cu definitii si termeni academici.
    Si mai da si exemple logice. Cu timpul am sa-ti mai trimit niste video-uri cu oameni de stiinta de la cele mai de prestigiu universitati, care spun adevarul pe intelesul tuturor, si desmonstreaza ca te inseli rau de tot, sau minti.
    Pe curand, numai bine.

  8. Inca un video pentru tine nea’ Rica, unde Brian Cox, un profesor de la universitatea din Manchester (http://en.wikipedia.org/wiki/Brian_Cox_%28physicist%29), explica simplu legea a II a termodinamicii.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s