Kun puhumme termodynamiikasta, entropia. Järjestelmän entropia on eräänlainen energiamitta, jota ei ole saatavilla termodynaamisessa tai suljetussa järjestelmässä, ja sitä pidetään usein myös järjestelmän häiriön mittana. Se on järjestelmän tilan ominaisuus, joka vaihtelee suoraan muutosten myötä, kunhan se on palautuva järjestelmän kuumuudessa tai päinvastoin sen lämpötilan kanssa.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaiken mitä sinun tarvitsee tietää entropiasta, ja annamme sinulle joitain esimerkkejä jokapäiväisessä elämässä.
Määritelmä entropia
Tiedämme, että se on energiamittari, jota ei ole käytettävissä suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä. Yksi tapa käyttää entropiaa on mitata järjestelmän häiriö. Toisin sanoen, kaaos järjestelmän sisällä johtuu entropiasta. Normaalisti, kun lämpötila nousee tai laskee, järjestelmän muodostavissa molekyyleissä ja atomeissa tapahtuu suuria muutoksia.
Jos määritämme entropian yksinkertaisemmilla termeillä, voimme sanoa, että se on aineen ja energian hajoaminen maailmankaikkeudessa inertin tasaisuuden lopulliseen tilaan.
Tärkeimmät ominaisuudet
Aiomme nähdä, mitkä ovat entropian tärkeimmät ominaisuudet. Sillä on kolme pääominaisuutta. Yksi niistä on, että järjestelmän entropia kasvaa, kun järjestelmään syötetään lämpöä riippumatta siitä, nouseeko lämpötila myös seurauksena. Eli missä tahansa järjestelmässä, jossa tuotamme lämpöä, järjestelmän entropia kasvaa.
Kun tuotamme lämpöä ekosysteemiin riippumatta siitä, muuttuuko lämpötila vai ei, entropia vähenee, kun tämä lämpö hylätään. Sisään Kaikissa adiabaattisissa prosesseissa entropian arvo pysyy vakiona ajan myötä. Entropian mittaaminen on tehtävä erittäin huolellisesti. Ja se on, että kun se mitataan, on tehtävä mielivaltaisia päätöksiä ja jotkut niistä voidaan välttää. Esimerkiksi tarkkuuden yksikkö, ottaen huomioon niin kutsutun entropianopeuden, mutta jotkut muut rajoitukset ovat ylitsepääsemättömiä.
Annetaan esimerkki tämän selvittämiseksi paremmin. Jos joudumme valitsemaan, miten kuvataan tiettyjä tapahtumia, koska entropia ei ole muuttumaton, voimme kuvata saman objektin samalla tavalla. Tämä on suurempi rajoitus kuin yleinen rajoitus, ja yleisesti tunnustetaan, että entropian mittaamiseksi on tiedettävä hoidettavan ongelman alue.
Voimme kuitenkin määritellä entropian erittäin yksinkertaiseksi toiminnoksi. Siinä on vain yksi logaritmi ja sellaisten asioiden määrä, joilla on tiettyjä kiinnostavia ominaisuuksia.
Entropian ominaisuudet
Alamme kuvata, mitkä ovat entropian merkittävimmät ominaisuudet jokapäiväisessä kokemuksessamme. Se voidaan esittää sellaisena, jolla ei ole painoa ja joka voi virrata kaikessa maailmassa. Se on ominaisuus, joka liittyy ruumiin aineen määrään, joka viittaa avaruusalueeseen ja jota voidaan periaatteessa käsitellä aineena. Tällä tavalla, entropia voidaan jakaa aineen alueelle, kasautua käänteisesti tai suoraan. Se voidaan myös purkaa, purkaa tai siirtää toiseen esineeseen. Tällä tavalla voimme yhdistää sen omaan energiaamme.
Tiedämme, että entropia muuttaa kohteen tilaa merkittävästi. Kun materiaalia on vähän, se koetaan kylmänä. Jos aineellinen myytti sisältää yhä enemmän entropiaa, sen voidaan nähdä kutsuvan jopa kuumaksi. Tästä syystä tiedämme, että sillä on keskeinen rooli kaikissa lämpökysymyksissä, ja sitä voidaan pitää näiden vaikutusten syynä. Ilman tätä mittausta ei ole lämpötilaa tai lämpöä. Normaalisti sillä on taipumus levitä koko homogeeniseen kappaleeseen ja tuhoaa itsensä automaattisesti enemmän tai vähemmän nopeasti ja tasaisesti koko tilavuudessa.
Tässä prosessissa voimme nähdä, että entropia virtaa kuumimmasta kylmimpään kehoon. On aineita, jotka ovat hyviä johtimia, kuten hopea, kupari, timantti ja alumiini, ja muita, jotka ovat huonoja johtimia ja jotka saavat sen virtaamaan hitaammin, kuten puu, muovi tai ilma. Kun jokapäiväisessä elämässä käytämme hyviä johtimia sen siirtämiseen, huonoja johtimia eristiminä.
Voimalaitoksen lämmityspatterissa syntyy suuri määrä entropiaa. Niitä esiintyy myös öljypolttimen liekissä ja levyjarrujärjestelmän kitkapinnoilla. Toinen paikka, jossa syntyy suuri määrä, on jatkuvassa liikkeessä olevan urheilijan lihaksissa. Sama pätee aivoihin. Kun ajattelemme, tuotetaan suuri määrä entropiaa.
Lämpötila ja luonto
Tiedämme käytännössä, että tuotantoa tapahtuu kaikissa luonnon tilanteissa. Kaikissa tilanteissa, joissa tapahtuu muutos, kyseessä on entropia. Yllättävin ominaisuus, jonka sillä on, on se, että sitä esiintyy käytännössä kaikissa elämässä tapahtuvissa prosesseissa, joko pieninä tai suurina määrinä. Tällä hetkellä ei ole tunnettua mekanismia, jolla kun entropiamäärä on tuotettu, sitä ei voida tuhota. Nykyinen kokonaismäärä voi vain kasvaa eikä koskaan laske.
Mikään prosessi, joka tuottaa entropian, ei voi palauttaa tätä energiaa, koska se on peruuttamaton järjestelmä. Tämä ei tarkoita sitä, että keho voi palata alkuperäiseen tilaansa, vain että tämä määrä lämpöä lähtee kehostasi. Väite, että se kasvaa, mutta ei vähene se sisältyy termodynamiikan toiseen lakiin. Jos entropiaa ei ole paikassa tallettaa, keho ei voi palata alkuperäiseen tilaansa.
Kuten näette, se on melko vaikea kuvailla, mutta erittäin hyödyllinen päivittäin. Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää aiheesta.