Mes paaiškiname, kas yra entropija, iš ko susideda neigiama entropija ir kai kurie šio sistemos pusiausvyros laipsnio pavyzdžiai.
Kas yra entropija?
Įfizinis mes kalbame apie entropiją (dažniausiai simbolizuojamą raide S), kad nurodytume termodinaminės sistemos pusiausvyros laipsnį arba, tiksliau, jos polinkio į netvarką (entropijos kitimo) lygį. Kai įvyksta teigiamas entropijos pokytis, sistemos komponentai pereina į didesnės netvarkos būseną nei tada, kai atsiranda neigiama entropija.
Entropija yra pagrindinė antrojo termodinamikos dėsnio sąvoka, kuri teigia, kad „entropijos kiekis visata linkęs didėti oras“. Arba kas yra tas pats: suteikus pakankamai laiko, sistemos bus linkusios sutrikti. Šis sutrikimo potencialas bus didesnis, kuo sistema bus arčiau pusiausvyros. Kuo didesnė pusiausvyra, tuo didesnė entropija.
Taip pat galima sakyti, kad entropija – tai nenaudingos darbui atlikti, bet egzistuojančios ir kaupiančios tam tikroje sistemoje sistemos vidinės energijos apskaičiavimas. Tai yraEnergija perteklius, vienkartinis.
Kai sistema pereina iš pradinės būsenos į antrinę, vykstant izoterminiam procesui (lygus temperatūros), entropijos pokytis (S2 - S1) bus lygus dydžiui karštis pakeisti sistemą suaplinką , (Q1 → Q2), padalytas iš jo temperatūros. Tai išreiškiama tokia lygtimi:
S2 – S1 = (Q1 → Q2) / T
Tai rodo, kad entropijos pokyčius galima apskaičiuoti tik a sistema o ne absoliučios vertės.Vienintelis taškas, kuriame entropija lygi nuliui, yra ties absoliučiu nuliu (0 K arba -273,16 °C).
Neigiama entropija
Neigiama entropija, sintropija arba negentropija yra ta entropija, kurią sistema eksportuoja arba išleidžia, kad išlaikytų žemą entropijos lygį.
Šią koncepciją 1943 m. sukūrė fizikas Erwinas Schrödingeris, o vėliau ją perėmė įvairūs mokslininkai.
Entropijos pavyzdžiai
Kai kurie kasdieniai entropijos pavyzdžiai:
- Lėkštės lūžimas. Jei plokštę suprasime kaip tvarkingą ir subalansuotą sistemą, turinčią didelį entropinį potencialą, pamatysime, kad jos suskaidymas į gabalus yra natūralus, laikinas įvykis, kuris nevyksta spontaniškai priešinga kryptimi.
- Radioaktyvusis skilimas. Šis procesas, taip pat negrįžtamas, veda prieatomai nestabili ir didelė entropinė apkrova, kad taptų stabilesnė (kintantis elementas). Norėdami tai padaryti, jie išskiria daug energijos, kurią mes vadiname spinduliuote.
- Pabaiga visata. Šiuolaikinė fizika perspėjo apie visatos pabaigos teoriją, vadinamą „šiluma mirtimi“, kuri teigia, kad entropija visatoje tam tikru momentu pasieks pusiausvyrą, didžiausios entropijos tašką visatos pabaigoje. judėjimas ir šilumos perdavimas, su kuriuo nebus jokios tolesnės raidos ar pokyčių.