47,332
עריכות
שינויים
←הצעות לעקרון ההספק המקסימלי כחוק הרביעי של התרמודינמיקה
==הצעות לעקרון ההספק המקסימלי כחוק הרביעי של התרמודינמיקה==
==הצעות לעקרון ההספק המקסימלי כחוק הרביעי של התרמודינמיקה==
[[אלפרד לוטקה]] 1922 א' עמוד 147.
[[אלפרד לוטקה]] 1922 א' עמוד 147.
{{ציטוט|תוכן=לודוויג בולצמן הצביע על כך שהאובייקט עליו רבים במאבק לחיים, באובולוציה של העולם האורגני, הוא אנרגיה זמינה. בתאום עם הבחנה זו הוא העקרון לפיו, במאבק להשרדות, היתרון חייב ללכת לאורגניזמים שאמצעי לכידת האנרגיה הינם היעילים ביותר להכוונת אנרגיה זמינה לערוצים שמעודדים את שימור המין.}}
{{ציטוט|תוכן=לודוויג בולצמן הצביע על כך שהאובייקט עליו רבים במאבק לחיים, באובולוציה של העולם האורגני, הוא אנרגיה זמינה. בתאום עם הבחנה זו הוא העקרון לפיו, במאבק להשרדות, היתרון חייב ללכת לאורגניזמים שאמצעי לכידת האנרגיה הינם היעילים ביותר להכוונת אנרגיה זמינה לערוצים שמעודדים את שימור המין.}}
==הסבר העקרון==
אודום השתמש בעקרון האנרגיה של לוקטה כקירטריון אבולוציוני במערכות. הוא הבדיל בין [[יעילות אנרגטית]] (היחס בין תפוקות מועילות לסך התשומות) במערכות, לבין ה[[הספק]] (הקצב בו מתבצעת עבודה מועילה) וקישר בין שני המושגים האלה.
כאשר היעילות האנרגטית היא אפס, גם ההספק הוא אפס בגלל שלא מתבצעת כל עבודה מועילה. אבל גם במצב של יעילות אנרגטית מקסימלית, ההספק הוא אפס. הדבר נובע מ[[החוק השני של התרמודינמיקה]] שקובע שכדי להגיע ליעילות מקסימלית יש להניע תהליכים בצורה הניתנת להיפוך בזמן, או בצורה איטית בצורה אינסופית. לפיכך, הקצב בו מתבצעת עבודה שואף לאפס. ברמת יעילות אנרגטית שנמצאת אי שם באמצע, ובה יש "בזבוז" משמעותי של אקסרגיה, קיימת נקודת היעילות שבה יש הספק מקסימלי.
דוגמה פשוטה לכך היא מכונת אוטווד (Atwood’s machine). ב"מכונה" זו קיים משקולת מוגבהת שקשורה לחבל שעובר דרך גלגלת וקשור בקצהו השני למשקולת אחרת, שנמשכת על ידי המשקולת הראשונה. כאשר אין משקולת שקשורה לצד התחתון, המשקולת העליונה נופלת מהר מאוד אבל לא נעשתה שום עבודה בגלל ששום דבר לא הורם. אנו נמצעים במקום של אפס יעילות אנרגטית. כאשר קושרים משקולת במשקל זהה לזו של המשקולת הראשונה, המערכת נמצאת ביעילות מקסימלית, אבל קצב עשיית העבודה הוא אפס בגלל שהמקשולת התחתונה לא זזה בגלל איזון בין המשקולות. כאשר המשקולת התחתונה היא בעלת משקל של 50% מזה של המשקולת העליונה, המערכת ממקסמת את הקצב של עשיית עבודה, או את ההספק.
==השלכות==
השכלות העקרון הן שב[[מערכות מורכבות]], כולל במערכות כלכליות ובמערכות אקולוגיות, מערכים או גופים שבהם מתקיים מיקסום של הספק (ולא של יעילות אנרגטית) יהנו מיתרון אבולוציוני. פיזור [[אנטרופיה]] הוא דבר חיוני עבור השרידה של מערכות חיות, וקיים גבול ליעילות של פיזור זה במערכות דינמיות אדפטיביות. גבולות יעילות אלה הם ברמות נמוכות בהרבה מאשר הרמות התוארטיות האפשריות בקצב בר הופכיות בזמן (כלומר איטי בצורה אינסופית). לדוגמה, תחכנות כוח עובדות בקרבה גדולה יותר להספק מקסימלי מאשר לזו של יעילות אנרגטית מקסימלית.
==הגדרה במילים==
==הגדרה במילים==