نفسر ما هو الانتروبيا ، وما تتكون من الانتروبيا السلبية وبعض الأمثلة على هذه الدرجة من توازن النظام.
ما هو الانتروبيا؟
فيجسدي - بدني نتحدث عن الانتروبيا (عادةً ما يرمز لها بالحرف S) للإشارة إلى درجة توازن النظام الديناميكي الحراري ، أو بالأحرى ، إلى مستوى ميله إلى الاضطراب (اختلاف الانتروبيا). عندما يحدث تغير إيجابي في الانتروبيا ، تدخل مكونات النظام في حالة اضطراب أكبر مما يحدث عندما يحدث الانتروبيا السلبية.
يعتبر الانتروبيا مفهومًا رئيسيًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، والذي ينص على أن "مقدار الانتروبيا في كون يميل إلى الزيادة في طقس". أو ما هو نفسه: إذا أعطيت فترة زمنية كافية ، ستميل الأنظمة إلى الفوضى. ستزداد احتمالية حدوث اضطراب كلما اقترب النظام من التوازن. كلما زاد التوازن ، زاد الانتروبيا.
يمكن القول أيضًا أن الانتروبيا هي حساب الطاقة الداخلية لنظام لا يكون مفيدًا للقيام بالعمل ، ولكنه موجود ويتراكم في نظام معين. هذا هوطاقة فائض يمكن التخلص منه.
عندما ينتقل النظام من حالة أولية إلى حالة ثانوية ، في عملية متساوية الحرارة (تساوي درجة الحرارة) ، فإن تغيير الكون (S2 - S1) سيكون مساويًا لمقدار الحرارة لتبادل النظام معبيئة ، (Q1 → Q2) مقسومًا على درجة حرارته. يتم التعبير عن ذلك بالمعادلة التالية:
S2 - S1 = (Q1 → Q2) / T.
يوضح هذا أنه لا يمكن حساب اختلافات الانتروبيا إلا في ملف النظام وليس القيم المطلقة.النقطة الوحيدة التي يكون فيها الإنتروبيا صفر هي الصفر المطلق (0 كلفن أو -273.16 درجة مئوية).
الانتروبيا السلبية
إن الانتروبيا السلبية أو التوليف أو النجيبة هي تلك الانتروبيا التي يصدرها النظام أو يطلقها للحفاظ على مستويات الانتروبيا منخفضة.
تم تطوير هذا المفهوم من قبل الفيزيائي إروين شرودنغر في عام 1943 ثم تناوله لاحقًا العديد من العلماء.
أمثلة على الانتروبيا
بعض الأمثلة اليومية للإنتروبيا هي:
- كسر صفيحة. إذا فهمنا الصفيحة كنظام منظم ومتوازن ، مع إمكانات انتروبية عالية ، فسنرى أن تجزئتها إلى أجزاء هو حدث طبيعي مؤقت لا يحدث تلقائيًا في الاتجاه المعاكس.
- الاضمحلال الإشعاعي. تؤدي هذه العملية ، التي لا رجوع فيها أيضًا ، إلىذرات الحمل غير المستقر والمرتفع ليصبح أكثر استقرارًا (عنصر متغير). للقيام بذلك ، يطلقون كميات كبيرة من الطاقة ، وهو ما نسميه الإشعاع.
- نهاية ال كون. حذرت الفيزياء المعاصرة من نظرية نهاية الكون ، تسمى "الموت الحراري" ، والتي تنص على أن الانتروبيا في الكون ستصل في مرحلة ما إلى حالة توازن ، وهي نقطة أقصى إنتروبيا في نهاية الكون. حركة ونقل الحرارة ، والتي لن يكون هناك مزيد من التطور أو التغيير من أي نوع.