เอนโทรปีคืออะไร?

เอนโทรปี เป็นการวัดระดับความผิดปกติของระบบ เป็นการวัดความไม่พร้อมของพลังงาน

เป็นปริมาณทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับ กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติในจักรวาล

ความหมายของเอนโทรปี

"ความผิดปกติ" ไม่ควรเข้าใจว่าเป็น "ความยุ่งเหยิง" แต่เป็นรูปแบบของการจัดระบบ

แนวคิดของเอนโทรปีบางครั้งถูกนำไปใช้ในด้านอื่น ๆ ของความรู้ที่มีความรู้สึกผิดปกติซึ่งใกล้เคียงกับสามัญสำนึก

ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพโหลสามขวด อันหนึ่งมีหินอ่อนสีน้ำเงินขนาดเล็ก อีกอันมีหินอ่อนประเภทเดียวกันแต่เป็นสีแดง และขวดที่สามว่างเปล่า

เรานำหม้อเปล่ามาวางลูกบอลสีน้ำเงินทั้งหมดไว้ข้างใต้ และลูกบอลสีแดงทั้งหมดอยู่ด้านบน ในกรณีนี้ ลูกบอลจะถูกแยกและจัดเรียงตามสี

เมื่อเขย่าหม้อ ลูกบอลเริ่มผสมกันจนไม่มีการแบ่งเริ่มต้นอีกต่อไป

แม้ว่าเราจะเขย่าหม้อต่อไป แต่ก็ไม่น่าเป็นไปได้ที่ลูกบอลจะกลับไปที่องค์กรเดิม นั่นคือระบบสั่งการ (ลูกบอลแยกตามสี) กลายเป็นระบบที่ไม่เป็นระเบียบ (ลูกบอลผสม)

เมื่อผสมลูกบอล เอนโทรปีของระบบเพิ่มขึ้น

ดังนั้น แนวโน้มตามธรรมชาติคือการเพิ่มความผิดปกติของระบบ ซึ่งหมายถึงการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปี จากนั้นเราสามารถพูดได้ว่าในระบบ: ΔS >0 โดยที่ S คือเอนโทรปี

เข้าใจยังว่ามันคืออะไร เอนทัลปี.

เอนโทรปีและอุณหพลศาสตร์

แนวคิดของเอนโทรปีเริ่มพัฒนาโดยวิศวกรและนักวิจัยชาวฝรั่งเศส Nicolas Sadi Carnot

ในงานวิจัยของเขาเกี่ยวกับการเปลี่ยนพลังงานกลเป็นความร้อน และในทางกลับกัน เขาพบว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะมีเครื่องระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเต็มที่

เธ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ โดยพื้นฐานแล้วกำหนดว่า "การอนุรักษ์พลังงาน" ซึ่งหมายความว่าในกระบวนการทางกายภาพ พลังงานจะไม่สูญหาย แต่จะถูกแปลงจากประเภทหนึ่งไปเป็นอีกประเภทหนึ่ง

ตัวอย่างเช่น เครื่องจักรใช้พลังงานในการทำงาน และในกระบวนการนั้น เครื่องจะร้อนขึ้น กล่าวคือพลังงานกลกำลังถูกย่อยสลายเป็นพลังงานความร้อน

พลังงานความร้อนไม่เปลี่ยนกลับเป็น พลังงานกล (ถ้าเกิดว่าเครื่องจะไม่พัง) ดังนั้นกระบวนการนี้กลับไม่ได้

ต่อมา Lord Kelvin ได้เสริมการวิจัยของ Carnot เกี่ยวกับกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ที่กลับไม่ได้ กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์.

Rudolf Clausius เป็นคนแรกที่ใช้คำว่า Entropy ในปี 1865 เอนโทรปีจะเป็นตัววัดปริมาณของ พลังงานความร้อน ที่ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานกล (ไม่สามารถทำงานได้) ที่อุณหภูมิหนึ่ง

Clausius พัฒนาสูตรทางคณิตศาสตร์สำหรับการแปรผันของเอนโทรปี ()S) ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

เป็น

ΔS: การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปี (J/K)
ถาม: การถ่ายเทความร้อน (J)
T: อุณหภูมิ (K)

อ่านด้วยนะ:

• อุณหพลศาสตร์
• วงจรการ์โนต์
• พลังงาน
• ประเภทของพลังงาน
• สูตรฟิสิกส์

แก้ไขแบบฝึกหัด

1) ศัตรู - 2016

จนถึงปี ค.ศ. 1824 เชื่อกันว่าเครื่องยนต์ระบายความร้อน เช่น เครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์สันดาปแบบปัจจุบัน สามารถมีการทำงานในอุดมคติได้ Sadi Carnot แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปไม่ได้ของเครื่องระบายความร้อน โดยทำงานเป็นวงจรระหว่างแหล่งความร้อนสองแหล่ง (แหล่งความร้อนหนึ่งแหล่งและแหล่งเย็นหนึ่งแหล่ง) เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพ 100% ข้อจำกัดดังกล่าวเกิดขึ้นเพราะเครื่องจักรเหล่านี้

ก) ทำงานเครื่องกล
b) สร้างเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้น
c) ใช้การแปลงแบบอะเดียแบติก
ง) ฝ่าฝืนกฎหมายอนุรักษ์พลังงาน
จ) ทำงานที่อุณหภูมิเดียวกับแหล่งความร้อน

ดูคำตอบ

ทางเลือก: b) สร้างเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้น

2) ศัตรู - 2011

มอเตอร์สามารถทำงานได้ก็ต่อเมื่อได้รับพลังงานจำนวนหนึ่งจากระบบอื่น ในกรณีนี้ พลังงานที่เก็บไว้ในเชื้อเพลิงส่วนหนึ่งจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ เพื่อให้เครื่องสามารถทำงานได้ เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน พลังงานบางส่วนที่แปลงหรือแปลงในการเผาไหม้จะไม่สามารถใช้งานได้ ซึ่งหมายความว่ามีการรั่วไหลของพลังงานในรูปแบบอื่น คาร์วัลโญ่, เอ. เอ็กซ์ ซี.

^{ฟิสิกส์ความร้อน เบโลโอรีซอนตี: Pax, 2009 (ดัดแปลง)}

ตามข้อความ การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์นั้นเกิดจาก a

ก) การปล่อยความร้อนภายในเครื่องยนต์เป็นไปไม่ได้
b) การทำงานของเครื่องยนต์นั้นไม่สามารถควบคุมได้
c) การแปลงความร้อนให้ทำงานเต็มที่เป็นไปไม่ได้
d) การแปลงพลังงานความร้อนเป็นจลนศาสตร์เป็นไปไม่ได้
จ) การใช้พลังงานที่อาจเกิดขึ้นของเชื้อเพลิงนั้นไม่สามารถควบคุมได้

ดูคำตอบ

ทางเลือกอื่น: ค) การแปลงความร้อนเป็นงานเต็มเป็นไปไม่ได้

ดูด้วย: แบบฝึกหัดเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์