Entropia jest definiowana jako ilościowa miara zaburzenia lub losowości w systemie. Koncepcja pochodzi termodynamika, który dotyczy przeniesienia energia cieplna w systemie. Zamiast mówić o jakiejś formie „absolutnej entropii”, fizycy zazwyczaj omawiają zmianę w entropii, która ma miejsce w konkretnym proces termodynamiczny.
Najważniejsze informacje: Obliczanie Entropii
- Entropia jest miarą prawdopodobieństwa i zaburzeń molekularnych układu makroskopowego.
- Jeśli każda konfiguracja jest jednakowo prawdopodobna, wówczas entropia jest logarytmem naturalnym liczby konfiguracji, pomnożonym przez stałą Boltzmanna: S = kb W W.
- Aby entropia zmniejszyła się, musisz przenieść energię z innego miejsca poza systemem.
Jak obliczyć Entropię
W proces izotermiczny, zmiana entropii (delta-S.) to zmiana ciepła (Q) podzielone przez temperatura absolutna (T.):
delta-S. = Q/T.
W dowolnym odwracalnym procesie termodynamicznym może być reprezentowany w rachunku całkowym od stanu początkowego procesu do stanu końcowego
dQ/T. W bardziej ogólnym sensie entropia jest miarą prawdopodobieństwa i zaburzeń molekularnych układu makroskopowego. W systemie, który można opisać zmiennymi, zmienne te mogą przyjmować pewną liczbę konfiguracji. Jeśli każda konfiguracja jest jednakowo prawdopodobna, wówczas entropia jest logarytmem naturalnym liczby konfiguracji, pomnożonym przez stałą Boltzmanna:S = kb W W.
gdzie S jest entropią, kb jest stałą Boltzmanna, ln jest logarytmem naturalnym, a W reprezentuje liczbę możliwych stanów. Stała Boltzmanna jest równa 1.38065 × 10−23 J / K.
Jednostki Entropii
Entropia jest uważana za rozległą właściwość materii wyrażoną w kategoriach energii podzielonej przez temperaturę. The Jednostki SI entropii są J / K (dżule / stopnie Kelvina).
Entropia i druga zasada termodynamiki
Jednym ze sposobów stwierdzenia druga zasada termodynamiki wygląda następująco: w dowolnym zamknięty system, entropia systemu pozostanie stała lub wzrośnie.
Możesz to zobaczyć w następujący sposób: dodanie ciepła do systemu powoduje przyspieszenie cząsteczek i atomów. Może być możliwe (choć trudne) odwrócenie procesu w systemie zamkniętym bez pobierania lub uwalniania energii w innym miejscu, aby osiągnąć stan początkowy. Nigdy nie można sprawić, aby cały system był „mniej energiczny” niż w momencie jego uruchomienia. Energia nie ma dokąd pójść. W przypadku nieodwracalnych procesów łączna entropia systemu i jego środowiska zawsze wzrasta.
Błędne przekonania na temat Entropii
Ten pogląd na drugą zasadę termodynamiki jest bardzo popularny i został niewłaściwie wykorzystany. Niektórzy twierdzą, że druga zasada termodynamiki oznacza, że system nigdy nie może stać się bardziej uporządkowany. To nieprawda. Oznacza to po prostu, że aby stać się bardziej uporządkowanym (aby zmniejszyć entropię), musisz skądś przenieść energię poza układem, na przykład gdy kobieta w ciąży czerpie energię z pożywienia, aby zapłodnione jajo uformowało się dziecko. Jest to całkowicie zgodne z przepisami drugiej ustawy.
Entropia jest również znana jako nieporządek, chaos i przypadkowość, chociaż wszystkie trzy synonimy są nieprecyzyjne.
Absolutna Entropia
Powiązanym terminem jest „absolutna entropia”, którą oznacza S. zamiast ΔS. Bezwzględną entropię definiuje się zgodnie z trzecią zasadą termodynamiki. W tym przypadku stosowana jest stała, która powoduje, że entropia w punkcie zero absolutnego jest definiowana jako zero.