η εντροπία είναι α μεγαλείοθερμοδυναμική σχετίζεται με μη αναστρέψιμη των καταστάσεων ενός φυσικού συστήματος. Συνήθως σχετίζεται με τον βαθμό "διαταραχή" ή "τυχαιότηταΕνός συστήματος. Σύμφωνα με μία από τις δηλώσεις του 2ος Νόμος Θερμοδυναμικής:
“Σε ένα θερμικά απομονωμένο σύστημα, η μέτρηση της εντροπίας πρέπει πάντα να αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου, έως ότου φτάσει στη μέγιστη τιμή της. "
Με άλλα λόγια, το εντροπία είναι σε θέση να μετρήσει την έννοια του "βέλος του χρόνουΕνός συστήματος. Όταν βλέπουμε τις παρακάτω εικόνες, γνωρίζουμε διαισθητικά ότι η αρχική κατάσταση του συστήματος αντιπροσωπεύεται από την εικόνα του αριστερά, από τα μεγαλύτερα οργάνωση:
Κοιτάζοντας την προηγούμενη εικόνα, γνωρίζουμε ότι η πιο πιθανή τελική διαμόρφωση είναι αυτή στην οποία έχουν τα άτομα ταχύτητες προς όλες τις κατευθύνσεις, καθώς τυχαίες θέσεις. Αυτό είναι το θέμα της εντροπίας: α πολλαπλότητα καταστάσεων ενός συστήματος πρέπει πάντα να αυξάνεται.
Παραδείγματα
Ποια από τις παρακάτω ρυθμίσεις είναι πιο πιθανό να προσέχετε για μια διάταξη τούβλων με την πάροδο του χρόνου;
Στην πρώτη διαμόρφωση, το πολλαπλότητα των καταστάσεων των μπλοκ είναι λίγο: είναι όλα τακτοποιημένα στο κατεύθυνσηοριζόντιος, παράλληλο ο ένας τον άλλον. Με το πέρασμα του χρόνου ή τη δράση ενός πράκτορα, αναμένεται η διαμόρφωσή του μεγαλώνω σε αριθμός σε Κράτη, ευνοώντας το Δευτέραδιαμόρφωση, απεικονίζεται στην εικόνα στα δεξιά. Άλλα παραδείγματα μπορούν να δοθούν:
-
Όταν ένα παγοκύστη τοποθετείται σε δοχείο με μεγαλύτεροςθερμοκρασία, η θερμοκρασία του αυξάνεται έως ότου φτάσει στο θερμική ισορροπία. Σε αυτό το σημείο, ο πάγος μπορεί να λιώσει. Παίρνοντας ξανά τη θερμότητα από το μπλοκ πάγου, το οποίο είναι τώρα στην κατάσταση υγρό, μπορεί να γίνει και πάλι στερεό, αλλά η διαμόρφωσή του δεν θα έχει τον ίδιο οργανισμό που παρουσιάστηκε προηγουμένως.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Όταν ανοίγετε ένα μπουκάλι άρωμα, η θερμότητα μπορεί να βοηθήσει διάχυση του δικού σας μόρια, απλώνοντας το περιεχόμενο του αρώματος σε όλο το μήκος ενός δωματίου. Το αντίθετο δεν μπορεί να αναμένεται, καθώς η απομάκρυνση της θερμότητας δεν θα προωθούσε την επιστροφή των μορίων στη φιάλη.
Μαθηματικός ορισμός της εντροπίας
Ο μαθηματικός ορισμός της εντροπίας δίνεται από την αναλογία της ποσότητας θερμότητας (Ερ) μεταφέρθηκε μεταξύ δύο τμημάτων ενός θερμικά μονωμένου συστήματος, σε joules (J), από την απόλυτη θερμοκρασία του, σε Κέλβιν (κ):
μικρό = Εντροπία (J / K)
ΔQ = Ποσότητα θερμότητας (J)
Τ = Απόλυτη θερμοκρασία (K)
Ο ορισμός που δίνεται παραπάνω ισχύει για ισοθερμικές διεργασίες, δηλαδή, όπου υπάρχουν ανταλλαγές θερμότητας τόσο μικρές (ή αργές) που δεν είναι σε θέση να αλλάξουν τη θερμοκρασία του συστήματος. Ο ορισμός της εντροπίας είναι επομένως απειροελάχιστος (απείρως μικρό μέρος).
Μπορούμε επίσης να κατανοήσουμε την έννοια της εντροπίας ως εξής: είναι ένα σύστημα που σχηματίζεται από δύο τμήματα του ίδιου αερίου, στο πολλά διαφορετικάθερμοκρασίες, είναι δυνατόν να εξαγάγετε κάποια ποσότητα εργασία του μετακινεί μερικά έμβολο ή μανιβέλα χεριών, για παράδειγμα. Ωστόσο, στο περασμα του χρονου, τα μέρη αυτού του αερίου θα τείνουν ισορροπίαθερμικός. Εάν δεν υπάρχει πλέον διαφορά θερμοκρασίας, ακόμη και με όλη την ενέργεια που υπάρχει εκεί, δεν θα είναι δυνατή η εξαγωγή οποιασδήποτε εργασίαχρήσιμος απο αυτον.
Από τον Rafael Hellerbrock
Αποφοίτησε στη Φυσική
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Τι είναι η εντροπία;"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-entropia.htm. Πρόσβαση στις 28 Ιουνίου 2021.
