Τι είναι η εντροπία;

Η εντροπία περιγράφει την τάση των συστημάτων να μεταβούν από κατάσταση υψηλότερης οργάνωσης σε κατάσταση χαμηλότερης οργάνωσης σε μοριακό επίπεδο.Στην καθημερινή σας ζωή, καταλαβαίνετε διαισθητικά πώς λειτουργεί η εντροπία κάθε φορά που ρίχνετε ζάχαρη στον καφέ σας ή λιώνετε έναν κύβο πάγου σε ένα ποτήρι.Η εντροπία μπορεί να επηρεάσει τον χώρο στον οποίο εξαπλώνεται μια ουσία, η αλλαγή φάσης από το στερεό σε υγρό σε αέριο ή τη θέση της.Στη φυσική, η εντροπία είναι μια μαθηματική μέτρηση μιας αλλαγής από μεγαλύτερη έως μικρότερη πιθανή ενέργεια, που σχετίζεται με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής.

Η εντροπία προέρχεται από μια έννοια της ελληνικής λέξης, μετασχηματισμό.Αυτός ο ορισμός μας δίνει μια εικόνα για το γιατί τα πράγματα φαινομενικά μετασχηματίζουν χωρίς λόγο.Τα συστήματα μπορούν να διατηρήσουν μόνο την οργάνωση σε μοριακό επίπεδο, εφόσον προστίθεται ενέργεια.Για παράδειγμα, το νερό θα βράσει μόνο όσο κρατάτε ένα τηγάνι πάνω από φλόγες.Η προσθήκη θερμότητας, μια μορφή κινητικής ενέργειας, για να επιταχύνετε τα μόρια στο νερό.Εάν αφαιρεθεί η πηγή θερμότητας, όλοι μπορούμε να μαντέψουμε ότι το νερό θα κρυώσει σταδιακά σε θερμοκρασία δωματίου.Αυτό οφείλεται στην εντροπία, επειδή τα μόρια του νερού τείνουν να χρησιμοποιούν τη συσσωρευμένη δυναμική τους ενέργεια, να απελευθερώνουν θερμότητα και να καταλήγουν με χαμηλότερη δυναμική ενέργεια. Η θερμοκρασία δεν είναι ο μόνος μετασχηματισμός που εμπλέκεται στην εντροπία.Οι αλλαγές συνεπάγονται πάντοτε τη μετάβαση από την ανισορροπία στην ισορροπία, σύμφωνα με τη μετάβαση στη μείωση της τάξης.Για παράδειγμα, τα μόρια πάντα απλώνονται για να γεμίσουν ομοιόμορφα ένα δοχείο.Όταν στάζουμε χρωματισμό τροφίμων σε ένα καθαρό ποτήρι νερό, ακόμα κι αν δεν το ανακατεύουμε, ότι η ενωμένη συγκέντρωση μιας πτώσης θα διαδοθεί σταδιακά μέχρι που κάθε μέρος του νερού έχει την ίδια πυκνότητα χρώματος.

Ένας άλλος τύπος εντροπίας που έχει να κάνει με την ορατή κίνηση (σε αντίθεση με την αόρατη κίνηση της θερμότητας) περιλαμβάνει βαρύτητα.Αν δεν βάλουμε ενέργεια σε ένα σύστημα, όπως ένα χέρι και μια μπάλα, κρατώντας ένα αντικείμενο, πέφτει προς το έδαφος.Μια αυξημένη θέση έχει υψηλότερη δυναμική ενέργεια.Μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια κίνησης καθώς πέφτει το αντικείμενο.Το αντικείμενο καταλήγει πάντα με τη θέση της χαμηλότερης δυναμικής ενέργειας, όπως η ανάπαυση στο πάτωμα.ενέργεια.Η εντροπία αξιολογεί το ποσό της διαταραχής, που θεωρείται ως αλλαγή στη θερμότητα, από ένα προηγούμενο σημείο σε ένα μεταγενέστερο χρονικό σημείο.Αυτό πρέπει να συμβεί σε ένα κλειστό σύστημα, όπου δεν διαρρέει ενέργεια μέσα ή έξω.Θεωρητικά, αυτό μπορεί να μετρηθεί, αλλά πρακτικά είναι πολύ δύσκολο να δημιουργηθεί ένα απολύτως κλειστό σενάριο.Στο παράδειγμα χρωματισμού τροφίμων που δίνεται παραπάνω, μερικά από τα χρωματιστικά τρόφιμα μπορεί να εξατμιστούν, μια ξεχωριστή διαδικασία από την ομοιόμορφη κατανομή μιας διαλυμένης ουσίας.