Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ | Αποθήκευση όλων των δημοσιευμένων άρθρων | Ο ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΚΑΙ Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΜΗ ΑΝΑΣΤΡΕΨΙΜΟΤΗΤΑΣ

Ο ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΚΑΙ Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΜΗ ΑΝΑΣΤΡΕΨΙΜΟΤΗΤΑΣ

E-mail Εκτύπωση PDF

Θα ήθελα να εκφράσω την άποψη ότι ο πρώτος και ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής είναι το αποτέλεσμα μακράς φιλοσοφικής έρευνας, και εν σπέρματι διατυπώθηκαν από τους προσωκρατικούς Έλληνες φιλοσόφους (πίνακας 1). Ο Ηράκλειτος ο Εφέσιος, ο αποκαλούμενος Σκοτεινός και επίσης ο φιλόσοφος του πυρός, εξέφρασε την αρχή της μη αναστρεψιμότητας λέγοντας: «Ουκ αν εμβαίης δις τοις αυτοίς ποταμοίς, ου γαρ ρέουσι τα αυτά ύδατα», ("Δεν μπορείς να μπεις δύο φορές στους ίδιους ποταμούς, γιατί δεν ρέουν τα ίδια νερά"). Με τη λέξη ύδατα εννοούσε επίσης τις συνθήκες που ποτέ δεν είναι οι ίδιες αλλά πάντα αλλάζουν. Εννοούσε επίσης τον χρόνο.

 

Ένα άλλο περίφημο απόσπασμα του Ηράκλειτου που συμπεριλαμβάνει τον πρώτο και δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής είναι: «Κόσμον τόνδε, τον αυτόν απάντων, ούτε τις θεών ούτε ανθρώπων εποίησεν αλλ?ήν αεί και εστίν και έσται πυρ αείζωον, απτόμενον μέτρα και αποσβεννύμενον μέτρα» (Αυτόν τον κόσμο που είναι ο ίδιος για όλα τα όντα, ούτε κάποιος θεός ούτε άνθρωπος τον έκανε αλλά ήταν πάντα και είναι και θα είναι πυρ αείζωο. που ανάβει με μέτρο και σβήνει με μέτρο). Εάν υποκαταστήσουμε τη λέξη "πυρ" με τη λέξη "ενέργεια" φθάνουμε σε πολύ ενδιαφέροντα συμπεράσματα.

Ένα άλλο απόσπασμα που περιγράφει τις τέσσερεις καταστάσεις της ύλης δηλαδή την στερεή, την υγρή, την αέριο και την αέριο σε διάπυρη κατάσταση (που αντιστοιχούν στις λέξεις γη. ύδωρ, αήρ, πυρ) είναι το ακόλουθο[i]: "Το πυρ ζει από τον θάνατο του αέρα, και ο αέρας ζει τον θάνατο του πυρός, το ύδωρ ζει από τον θάνατο της γης, και η γη από τον θάνατο του ύδατος" και η περιγραφή της ψυχρής, θερμής, υγρής και ξηρής κατάστασης της ύλης[ii]: "Τα ψυχρά γίνονται θερμά και ότι είναι θερμό γίνεται ψυχρό ότι είναι υγρό ξηραίνεται, και το ξηρό υγραίνεται".

Ένα άλλο χωρίο του Ηράκλειτου μπορεί να ερμηνευθεί με τον τρόπο σκέψης ενός θερμοδυναμικού που γνωρίζει ότι χωρίς διαφορά θερμοκρασίας, πίεσης, συγκέντρωσης κ.λ.π. δεν υπάρχει ροή[iii]. (Πόλεμος (διαφορά) είναι ο πατέρας και ο Βασιλιάς όλων και μερικούς έκανε θεούς και άλλους ανθρώπους, μερικούς δούλους και άλλους ελεύθερους). Αυτό μας θυμίζει την ελεύθερη ενέργεια του Gibbs. To γινόμενο της εντροπίας και της απόλυτης θερμοκρασίας είναι η δεσμευμένη ενέργεια εντός ενός συστήματος (ανέργεια).

Το παίξιμο των ζαριών είναι η βάση της θεωρίας της στατιστικής[iv]. "Ο χρόνος είναι παιδί που παίζει ζάρια, «του παιδιού η Βασιλεία». Η αρχή της αβεβαιότητας και της ασαφούς λογικής[v]: "Στο ίδιο νερό των ποταμών μπαίνουμε και δεν μπαίνουμε, και βρισκόμαστε μέσα και δεν βρισκόμαστε" και[vi] "Το σοφό είναι ένα μόνο, θέλει και δεν θέλει να ονομάζεται με το όνομα του Διός". Επίσης και για το θέμα μας που είναι ο διαχωρισμός[vii]: "Ακόμη και ο χυλός διαχωρίζεται εάν δεν αναδεύεται".

Το γεγονός ότι ο διαχωρισμός πολύτιμων συστατικών από άλλα λιγότερο επιθυμητά απαιτεί τεράστια προσπάθεια και ενέργεια, εκφράστηκε επίσης από τον Ηράκλειτο:[viii] "Αυτοί που ψάχνουν για χρυσάφι, πολύ χώμα σκάβουν και λίγο βρίσκουν". Ο Ηράκλειτος με τον α­ξιωματικό τρόπο που διατυπώνει τις έννοιες προείπε την εξέλιξη των μαθηματικών και φυσικών επιστημών του 19ου και 20ου αιώνα που κέρδισαν ακρίβεια και διαύγεια με τις αξιωματικές μεθόδους.

Ο Εμπεδοκλής, ο Παρμενίδης, ο Αναξαγόρας και ο Δημόκριτος (460-390 π.Χ.) εξέφρασαν την αρχή της διατηρήσεως της μάζας και της ενέργειας μ' αυτά τα λόγια[ix]: "Τίποτε δεν γεννιέται από το τίποτε και τίποτε δεν φθείρεται στο τίποτε".

Είναι ενδιαφέρον ότι οι περισσότερες λέξεις που χρησιμοποιούνται στη θερμοδυναμική, όπως και σε άλλες επιστημονικές περιοχές είναι Ελληνικής προέλευσης. Μερικές απ' αυτές προέρχονται απ' ευθείας από την αρχαία Ελληνική γραμματεία, όπως η ενέργεια και η οικονομία και μερικές διατυπώθηκαν από σύγχρονους επιστήμονες που χρησιμοποίησαν Ελληνικά λήμματα όπως η "εντροπία" που την εισήγαγε ως έννοια ο Clausius και σημαίνει εκείνο το μέρος της ενέργειας που επιστρέφει εντός του συστήματος και δεν είναι πλέον διαθέσιμο. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η έννοια της εξέργειας. που διατυπώθηκε το 1952 από τον Rant από τις λέξεις "εξ" και "έργον" που σημαίνει εκείνο το μέρος της ενέργειας που είναι διαθέσιμο να παράγει έργο. Η εξέργεια (Ε) προσδιορίζεται από τις συνθήκες του περιβάλλοντος:

E = H-Hο-Tο(S-Sο) όπου Η = Ενθαλπία, Τ = απόλυτος θερμοκρασία, S = Εντροπία και ο δείκτης 0 αναφέρεται στις συνθήκες του περιβάλλοντος.

 

Βιβλιογραφία

Αξελός Κώστας (1974). Ο Ηράκλειτος και η Φιλοσοφία, Εξάντας, Αθήνα 

Christodoulou P. (1996) Energy Economy Optimization in the separation processes of sucrose - water and non - sugars. Science Award winner presentation at the SPRI Conference in New Orleans, Proc. SPRI, 1-23 

Χ.Α Λαμπρίδης, Ηράκλειτος (1991) Πάτραι, Βιβλιοπωλείον «Κλειώ»

Θ.Πελεγρίνης (2004) Λεξικό της Φιλοσοφίας, Ελληνικά Γράμματα, Αθήνα



[i] «Ζη πυρ τον γης θάνατον και αήρ ζη τον πυρός θάνατον, ύδωρ ζη τον αέρος θάνατον, γη τον ύδατος»

[ii] «Τα ψυχρά θέρεται, θερμόν ψύχεται, υγρόν αυαίνεται, καρφαλέον νοτίζεται»

[iii] «Πόλεμος πάντων μεν πατήρ έστι, πάντων δε βασιλεύς, και τους μεν θεούς έδειξε τους δε ανθρώπους, τους μεν δούλους εποίησε τους δ?ελευθέρους»

[iv] «Αιών παις εστί παίζων, πεσσεύων, παιδός η βασιληίη»

[v] «Ποταμοίς τοις αυτοίς εμβαίνομεν τε και ουκ εμβαίνομεν, είμεν τε και ου είμεν»

[vi] «Εν το σοφόν μούνον λέγεσθαι ουκ εθέλει και εθέλει Ζηνός όνομα»

[vii] «Και ο κυκεών διίσταται μη κινούμενος»

[viii] «Χρυσόν οι διζήμενοι γην πολλήν ορύσσουσι και ευρίσκουσιν ολίγοις»

[ix] «Ουδέν εκ του μη όντος γίγνεσθαι ουδέν εις το μη ον φθείρεσθαι»

 

 

 

 

 

Πίνακας Ι.

Περίγραμμα και εξέλιξη της Θερμοδυναμικής

 

 

Όνομα

Χρόνος

Κύρια Συμβολή

Ηράκλειτος

544 - 483 π.X.

Ουκ αν εμβαίης δις τοις αυτοίς ποταμοίς (2. νόμος), αρχή μη αντιστρεπτού

Ξενοφών

430 - 354 π.Χ.

Οικονομία

Δημόκριτος

460-390 π.X.

Ουδέν εκ του μη όντος γίγνεσθαι, ουδέν εις το μη ον φθείρεσθαι (1. νόμος)

Αριστοτέλης

384 - 322 π.X.

Ενέργεια, Δύναμη, Εντελέχεια

Lavoisier

1743- 1794

Νόμος διατηρήσεως της ύλης

Fourier

1768- 1830

Αναλυτική θεωρία της θερμότητας

Carnot

1796- 1832

2. Νόμος της Θερμοδυναμικής-Συντελεστής Carnot

Mayer

1814- 1878

1. Νόμος της Θερμοδυναμικής (Η ενέργεια διατηρείται)

Joule

1818- 1889

Μηχανικό Ισοδύναμο της Θερμότητας

Helmoltz

1821 - 1894

Διατήρηση της ενέργειας

Clausius

1822- 1888

Εντροπία (1865)

Thomson (Kelvin)

1824- 1888

Απόλυτος κλίμακα Θερμομέτρου

Maxwell

1831 - 1879

Ηλεκτρομαγνητική θεωρία

Gibbs

1839- 1903

Ελεύθερη Ενέργεια, Χημικό Δυναμικό

Nernst

1864- 1941

3. Νόμος της θερμοδυναμικής. Το απόλυτο μηδέν δεν είναι εφικτό, Nobel Χημείας 1920

Boltzmann

1844- 1906

S=klnW Η εντροπία είναι ανάλογος προς το φυσικό λογάριθμο της πιθανότητας (W) σε Wmax = 1 προκύπτει S=0

Plank

1858- 1947

Ακτινοβολία του μέλανος σώματος, Nobel Φυσικής 1918

Καραθεοδωρή

1853- 1950

Αρχή του αδιαβατικού τοιχώματος (2. νόμος χωρίς την έννοια της θερμότητας). (1909)

Einstein

1879- 1955

E=m*cm2 Nobel Φυσικής 1921

Onsager

1903-1976

Nobel Χημείας 1968, μη αντιστρεπτή θερμοδυναμική

Shannon

1940

Ι=kInW (Ι=πληροφορία)

Rant

1952

Εξέργεια, Ανέργεια

Landau

1962

θεωρία ιδιοτήτων υγρού στοιχείου ηλίου Nobel Φυσικής 1962

Feynmean, Schwinger, Tomonaga

1965

Ηλεκτροδυναμική quantum, Nobel Φυσικής 1965

Prigogine

1977

Nobel Χημείας 1977, μη αντιστρεπτή

θερμοδυναμική, συστήματα εκτός ισορροπίας

Kapitza, Penzias, Wilson

1978

Nobel Φυσικής 1978, υπερυγρό ισότοπο ηλίου He-2, φυσική χαμηλών θερμοκρασιών. Ακτινοβολία του Big Bang στο διάστημα 3.1 Kelvin.

Lee, Richardson Osserof

1996

Nobel Φυσικής 1996, ροή υγρού ισοτόπου ηλίου He-3 στους - 273oC

 

Ο  Πίνακας 1 περίγραμμα και εξέλιξη της θερμοδυναμικής ανάγει την πρώτη διατύπωση εν σπέρματι των εννοιών της θερμοδυναμικής στους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους Ηράκλειτο, Δημόκριτο και Αριστοτέλη.

Η θερμοδυναμική έχει άμεση σχέση με την πληροφορική, την στατιστική και την θεωρία των πιθανοτήτων (Boltzmann 1844-1906).

Τελευταία Ενημέρωση στις Τρίτη, 08 Φεβρουάριος 2011 10:33  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1922

ʼαγγλοι αρχαιολόγοι εισέρχονται στον τάφο του Τουταγχαμών.

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΑΦΙΕΡΩΜΑ ΕΡΤ Συνεδρίο

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.

SPOT Τεχνικού Μουσείου

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.