Εξηγούμε τι είναι η εντροπία, από τι αποτελείται η αρνητική εντροπία και μερικά παραδείγματα αυτού του βαθμού ισορροπίας ενός συστήματος.
Τι είναι η εντροπία;
Σεφυσικός Μιλάμε για εντροπία (συνήθως συμβολίζεται με το γράμμα S) για να αναφερθούμε στον βαθμό ισορροπίας ενός θερμοδυναμικού συστήματος, ή μάλλον, στο επίπεδο της τάσης του για αταξία (παραλλαγή εντροπίας). Όταν συμβαίνει μια θετική αλλαγή εντροπίας, τα στοιχεία ενός συστήματος περνούν σε κατάσταση μεγαλύτερης αταξίας από ό,τι όταν εμφανίζεται μια αρνητική εντροπία.
Η εντροπία είναι μια βασική έννοια για τον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής, ο οποίος δηλώνει ότι «το ποσό της εντροπίας στο σύμπαν τείνει να αυξηθεί στο καιρός". Ή τι είναι το ίδιο: εάν δοθεί επαρκής χρονική περίοδος, τα συστήματα θα τείνουν σε διαταραχή. Αυτή η πιθανότητα διαταραχής θα είναι μεγαλύτερη όσο πιο κοντά βρίσκεται το σύστημα στην ισορροπία. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισορροπία, τόσο μεγαλύτερη είναι η εντροπία.
Μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι η εντροπία είναι ο υπολογισμός της εσωτερικής ενέργειας ενός συστήματος που δεν είναι χρήσιμο για την εκτέλεση εργασίας, αλλά υπάρχει και συσσωρεύεται σε ένα δεδομένο σύστημα. Αυτό είναι τοΕνέργεια περίσσευμα, μιας χρήσης.
Όταν ένα σύστημα περνά από μια αρχική κατάσταση σε μια δευτερεύουσα, σε μια ισοθερμική διεργασία (ίση θερμοκρασία), η μεταβολή της εντροπίας (S2 - S1) θα είναι ίση με το ποσό των θερμότητα να ανταλλάξουν το σύστημα με τοπεριβάλλον , (Q1 → Q2), διαιρούμενο με τη θερμοκρασία του. Αυτό εκφράζεται με την ακόλουθη εξίσωση:
S2 - S1 = (Q1 → Q2) / T
Αυτό δείχνει ότι οι διακυμάνσεις της εντροπίας μπορούν να υπολογιστούν μόνο σε α Σύστημα και όχι απόλυτες αξίες.Το μόνο σημείο όπου η εντροπία είναι μηδέν είναι στο απόλυτο μηδέν (0 K ή -273,16 ° C).
Αρνητική εντροπία
Αρνητική εντροπία, συντροπία ή αρνητικότητα είναι εκείνη η εντροπία που εξάγει ή απελευθερώνει ένα σύστημα για να διατηρήσει χαμηλά τα επίπεδα εντροπίας του.
Αυτή η ιδέα αναπτύχθηκε από τον φυσικό Erwin Schrödinger το 1943 και αργότερα υιοθετήθηκε από διάφορους μελετητές.
Παραδείγματα εντροπίας
Μερικά καθημερινά παραδείγματα εντροπίας είναι:
- Το σπάσιμο ενός πιάτου. Αν κατανοήσουμε την πλάκα ως ένα διατεταγμένο και ισορροπημένο σύστημα, με υψηλό εντροπικό δυναμικό, θα δούμε ότι ο κατακερματισμός της σε κομμάτια είναι ένα φυσικό, προσωρινό γεγονός που δεν συμβαίνει αυθόρμητα προς την αντίθετη κατεύθυνση.
- Ραδιενεργή διάσπαση. Αυτή η διαδικασία, επίσης μη αναστρέψιμη, οδηγεί σεάτομα ασταθές και υψηλό εντροπικό φορτίο για να γίνει πιο σταθερό (μεταβαλλόμενο στοιχείο). Για να γίνει αυτό, απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας, που είναι αυτό που ονομάζουμε ακτινοβολία.
- Το τέλος του σύμπαν. Η σύγχρονη φυσική έχει προειδοποιήσει για μια θεωρία για το τέλος του σύμπαντος, που ονομάζεται «θερμικός θάνατος», η οποία υποστηρίζει ότι η εντροπία στο σύμπαν κάποια στιγμή θα φτάσει σε μια ισορροπία, ένα σημείο μέγιστης εντροπίας στο τέλος του σύμπαντος. κίνηση και μεταφορές θερμότητας, με τις οποίες δεν θα υπάρξει καμία περαιτέρω εξέλιξη ή αλλαγή κανενός είδους.