เอนโทรปีคืออะไร?

เอนโทรปีคือ a ความยิ่งใหญ่อุณหพลศาสตร์ ที่เกี่ยวข้องกับ กลับไม่ได้ ของสภาวะของระบบกายภาพ มักเกี่ยวข้องกับระดับของ "ความผิดปกติ" หรือ "สุ่ม” ของระบบ ตามคำกล่าวหนึ่งของ กฎข้อที่ 2 ของอุณหพลศาสตร์:

“ในระบบที่แยกจากความร้อน การวัดเอนโทรปีต้องเพิ่มขึ้นตลอดเวลา จนกว่าจะถึงค่าสูงสุด”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เอนโทรปี สามารถวัดความหมายของ "ลูกศรของเวลา” ของระบบ เมื่อเราเห็นภาพด้านล่าง เรารู้โดยสัญชาตญาณว่าสถานะเริ่มต้นของระบบแสดงด้วยภาพของ ซ้ายที่สุดของที่สุด องค์กร:

เมื่อพิจารณาจากภาพก่อนหน้านี้ เรารู้ว่าการกำหนดค่าขั้นสุดท้ายที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการกำหนดค่าที่อะตอมมี ความเร็วรอบทิศทาง, เช่นเดียวกับ สุ่มตำแหน่ง. นั่นคือสิ่งที่เกี่ยวกับเอนโทรปี: หลายหลาก ของสถานะของระบบ ต้องเพิ่มขึ้นเสมอ.

ตัวอย่าง

การตั้งค่าใดด้านล่างนี้คือ เป็นไปได้มากกว่า ต้องสังเกตการเรียงตัวของอิฐเมื่อเวลาผ่านไป?

ในการกำหนดค่าแรก หลายหลาก ของสถานะของบล็อคคือ น้อย: พวกเขาทั้งหมดจัดเรียงอยู่ใน ทิศทางแนวนอน, ขนาน ซึ่งกันและกัน ด้วยกาลเวลาหรือการกระทำของตัวแทน คาดว่าการกำหนดค่า โตขึ้น ใน จำนวน ใน รัฐ, ชื่นชอบ วันจันทร์โครงสร้าง, ดังแสดงในภาพด้านขวา สามารถยกตัวอย่างอื่น ๆ ได้:

• เมื่อนำน้ำแข็งแพ็คใส่ภาชนะที่มี ใหญ่กว่าอุณหภูมิ, อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นจนถึงระดับ สมดุลความร้อน. เมื่อถึงจุดนั้น น้ำแข็งก็สามารถละลายได้ โดยนำความร้อนอีกครั้งจากก้อนน้ำแข็งซึ่งขณะนี้อยู่ในสถานะ ของเหลว มันกลับกลายเป็นของแข็งได้ แต่รูปร่างของมัน จะไม่มีองค์กรเดียวกัน ที่เคยนำเสนอ

  อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

• เวลาเปิดขวดน้ำหอมความร้อนช่วยได้ การแพร่กระจาย ของคุณ โมเลกุล กระจายเนื้อหาของน้ำหอมไปทั่วห้อง ไม่สามารถคาดหวังสิ่งที่ตรงกันข้ามได้ เนื่องจากการกำจัดความร้อนจะไม่ส่งเสริมการกลับมาของโมเลกุลในขวด

ความหมายทางคณิตศาสตร์ของเอนโทรปี

THE ความหมายทางคณิตศาสตร์ ของเอนโทรปีถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของปริมาณความร้อน (Q) ถ่ายโอนระหว่างสองส่วนของระบบฉนวนความร้อน ใน จูลส์ (J) โดยอุณหภูมิสัมบูรณ์ใน เคลวิน (K):

ส = เอนโทรปี (J/K)

ΔQ = ปริมาณความร้อน (J)

ตู่ = อุณหภูมิสัมบูรณ์ (K)

คำจำกัดความที่ให้ไว้ข้างต้นใช้ได้สำหรับ กระบวนการไอโซเทอร์มอลนั่นคือมีการแลกเปลี่ยนความร้อนเล็กน้อย (หรือช้า) จนไม่สามารถเปลี่ยนอุณหภูมิของระบบได้ ความหมายของเอนโทรปีจึงเป็น น้อยนิด (ส่วนเล็ก ๆ อย่างอนันต์).

เราสามารถเข้าใจแนวคิดของเอนโทรปีได้ดังนี้: เป็นระบบที่เกิดจากก๊าซสองส่วนใน หลากหลายความแตกต่างอุณหภูมิ, สามารถสกัดได้จำนวนหนึ่ง some งาน ของเขาเคลื่อนไหวบ้าง ลูกสูบ หรือ ข้อเหวี่ยงมือ, ตัวอย่างเช่น. อย่างไรก็ตาม ล่วงเวลา, ส่วนต่าง ๆ ของก๊าซนี้จะมีแนวโน้มที่จะ สมดุลความร้อน หากไม่มีความแตกต่างของอุณหภูมิแล้ว แม้ว่าจะมีพลังงานทั้งหมดอยู่ที่นั่นก็ตาม จะไม่สามารถสกัดใดๆ ได้ งานมีประโยชน์ จากเขา.

โดย Rafael Hellerbrock
จบฟิสิกส์

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "เอนโทรปีคืออะไร"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-entropia.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.