ניתן לתאר את המושגים של תהליכים הפיכים ובלתי הפיכים מתמטית באמצעות מושג האנטרופיה. אך לפני שנגיע להגדרת אנטרופיה, בואו נגיע למושגים של תהליכים הפיכים ובלתי הפיכים. אנו קוראים תהליך הפיך כזו בה המערכת יכולה לחזור באופן ספונטני למצב (או למצב) המקורי. תהליך בלתי הפיך היא מערכת שהמערכת שלה לא יכולה לחזור באופן ספונטני למצבה המקורי.
מכיוון שהמושגים של סוגי התהליכים כבר הוזכרו, בואו נלך להגדרת אנטרופיה. ה אנטרופיה של מערכת (S) הוא מדד למידת חוסר הארגון שלה. ככל שהארגון גדול יותר, כך האנטרופיה נמוכה יותר. אנטרופיה היא מאפיין של המצב התרמודינמי, כמו גם אנרגיה פנימית, נפח ומספר השומות.
כשמסתכלים על המכולות באיור למעלה, נראה שלמיכל 1 יש a אנטרופיה קטן מהשני. אם ניקח את המיכל וננער אותו, נוודא שה"כדורים "יהיו מעורבבים, או ליתר דיוק, לא מאורגנים. אם נבדוק את מיכל 2, לאחר שננער אותו, נבחין כי אין אפשרות לכדורים, באופן ספונטני, חזור לארגון המקורי שלהם, אם נמשיך לטלטל את מְכוֹלָה.
בתהליכים הפיכים איזותרמיים (שהטמפרטורה שלהם תמיד נשארת זהה) תהליכים הפיכים, אנו מגדירים אנטרופיה כיחס החום (נתון או מתקבל) לטמפרטורה. לפיכך, אנו מייצגים את האנטרופיה בתהליכים איזותרמיים כדלקמן:
במערכת היחידות הבינלאומית אנו מודדים אנטרופיה בג'ול / קלווין. בהתבסס על התפיסה שאנו מתארים לגבי אנטרופיה, אנו יכולים לנסח את החוק השני באופן הבא:
שינוי האנטרופיה של מערכת מבודדת הוא תמיד חיובי או אפס. השוויון ΔS = 0 מתרחש כאשר תהליכים הפיכים: תהליכים הפיכים אינם מגבירים את האנטרופיה. מערכות מבודדות, שאינן מקבלות ולא נותנות חום לסביבה, יכולות רק להגביר את האנטרופיה שלהן או לשמור עליהן קבועות.
מאת דומיטיאנו מארקס
בוגר פיזיקה
צוות בית הספר בברזיל
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/entropia-segunda-lei.htm
