Седьмое доказательство

Очевидно, что поток воды Ниагарского водопада низвергается гораздо быстрее, чем, скажем, «течет река Волга – издалека долго».

Если в процессе энергообмена разность потенциалов выравнивается, скорость движения потока снижается до тех пор, пока оба уровня не уравновесятся. Тогда поток энергии прекратится, и система не сможет больше совершать работу.

Система в этом случае перейдет в равновесное состояние, характеризующееся нулевой энергией.

В нашем примере с чашкой чая это произойдет тогда, когда температура нагретой чашки сравняется с температурой остывшего чая (например, равновесие может быть достигнуто на уровне 50

 С).

Обладает ли система, достигшая такого равновесия, какой-нибудь энергией?

Нет, не обладает. Потому что поток энергии прекратился, и никакая работа больше не совершается (в данном случае работа заключалась в нагреве чашки или в остывании чая).

Но ведь 50 градусов – это тоже энергия?

А это зависит от того, какую систему рассматривать.

Если в качестве изолированной системы рассматривать систему «чашка – чай», то для неё не имеет значения, какую температуру имеют оба компонента. Важно только то, что эта температура одинакова.

Если же включить в систему также и комнату, в которой находится чашка (предположим, что температура в комнате 20

С), то в этой системе наша чашка с чаем, конечно, будет обладать энергией. До тех пор, пока не остынет до комнатной температуры. И тогда в системе «комната – чашка с чаем» тоже наступит равновесие, и энергия системы опять примет нулевое значение.

Продолжая расширять границы системы, мы придем к тому, что рано или поздно равновесие должно наступить в пределах всей Вселенной, и что её энергия станет равна нулю.

Таким образом, первое начало термодинамики утверждает, что любая совершаемая в изолированной системе работа (любое движение) ВСЕГДА ведет к уменьшению разности потенциалов, то есть к убыванию энергии системы, и НИКОГДА – к увеличению разности потенциалов.

Применительно к Вселенной это означает, что из нынешнего активного состояния Вселенная неизбежно движется в сторону потери энергии, и, рано или поздно, придет к состоянию с максимальной энтропией, к неактивному состоянию.

Давайте припомним вывод, сделанный нами в конце первой главы: Вселенная не вечна. Она движется навстречу неизбежному концу. Мы сделали этот вывод исходя из наблюдений за окружающим миром.