Порядок виконання роботи. 1. Зробити 4 кидки трьома гральними костями.

1. Зробити 4 кидки трьома гральними костями.

2. Записати в таблицю 1 одержані 12 цифр.

3. Вважати, що випадіння певної цифри на кості відповідає випадковому попаданню частинки у частину посудини з таким же номером (посудину уявно поділено на 6 однакових частин).

4. Визначити стан системи за формою A-B-C-D-E-F, де А – кількість частинок у 1-й частині посудини, В ─ кількість частинок у 2-й частині посудини і т.д. і записати його в таблицю 2.

5. Повторити дослід 3 рази.

6. Обчислити термодинамічну ймовірність кожного одержаного стану системи:

7. Обчислити ентропію системи в одиницях Дж/К за формулою Больцмана: S=klnW, де k=1, 36·10^–23 Дж/К.

8. Записати результат обчислення ентропії в бітах, врахувавши, що 1 біт=0, 9427·10^–23 Дж/К.

9. Обчислити математичну ймовірність одержаного стану системи: , де ω =6¹² = 2176782336 ─ загальна кількість всіх можливих результатів. Записати її у вигляді десяткового дробу і звичайного дробу з чисельником " 1".

Таблиця 1

10. Обчислити кількість інформації в бітах, яку містить система:

11. Обчислити суму в бітах для перевірки закону збереження інформації.

12. Самостійно визначити стани системи з мінімальним та максимальним значенням ентропії і проробити для цих станів розрахунки по пунктах 6─ 11.

13. Результати експерименту та обчислень занести в таблицю 2.

Таблиця 2

14. Зробити висновки, у яких зазначити, чи виконується закон збереження інформації, а також висловити свою думку щодо того, який повинен бути розподіл (тобто стан системи A-B-C-D-E-F), щоб ентропія та інформація була мінімальна або максимальна.

Контрольні запитання

1. Різні формулювання другого закону термодинаміки.

2. Що таке приведена теплота, чи її зміна є функцією стану?

3. Ентропія, одиниці вимірювання.

4. Чи є функцією стану ентропія?

5. Як змінюється ентропія та інформація організму у процесі росту?

6. Молекули розміщені в посудині, розділеній посередині перегородкою ─ у якому випадку ен­тропія системи буде мінімальною?

7. Інформація, одиниця вимірювання інформації, її визначення.

8. Закон збереження інформації.

9. Формула Больцмана для ентропії.

10. Що таке термодинамічна ймовірність?

11. Як змінюється з ча­сом ентропія та інформація мертвого організму?

12. Молекули розміщені в посудині, розділеній посере­дині перегородкою ─ у якому випадку інформація системи буде максимальною?

Рекомендована література

1. Кравець В.І. “Біофізика”. Посібник для студентів університетів спеціальності “біологія”. Івано-Франкiвськ, 2005, 256 с. ─ с.19-22.

2. Волькенштейн М.В. Биофизика. – М.: Наука, 1981, – 576с. ─ c.289-294.

3. Костюк П.Г., Гродзинский Д.М., Зима В.Л. и др. Биофизика. – К.: Вища школа, 1988, – 504с. ─ c.12-15.

4. Биофизика. Под ред. Тарусова Б.Н. – М.: Высшая школа, 1968. – 468с. ─ c.19.