Chúng tôi giải thích entropy là gì, entropy âm bao gồm những gì và một số ví dụ về mức độ cân bằng này của một hệ thống.
Entropy là gì?
Trongthuộc vật chất chúng ta nói đến entropy (thường được ký hiệu bằng chữ S) để chỉ mức độ cân bằng của một hệ nhiệt động lực học, hay nói đúng hơn là mức độ có xu hướng rối loạn (biến thiên entropy). Khi một sự thay đổi entropi dương xảy ra, các thành phần của hệ thống sẽ chuyển sang trạng thái rối loạn hơn so với khi xảy ra một entropy âm.
Entropy là một khái niệm chính cho Định luật Nhiệt động lực học thứ hai, trong đó phát biểu rằng “lượng entropi trong vũ trụ có xu hướng tăng trong thời tiết”. Hoặc tương tự như vậy: trong một khoảng thời gian đủ, các hệ thống sẽ có xu hướng rối loạn. Khả năng gây rối loạn này sẽ càng lớn khi hệ thống càng gần đến trạng thái cân bằng. Điểm cân bằng càng cao thì entropi càng cao.
Cũng có thể nói rằng entropi là phép tính nội năng của một hệ không có ích cho việc thực hiện công việc, nhưng tồn tại và tích lũy trong một hệ nhất định. Đó là,Năng lượng thặng dư, dùng một lần.
Khi một hệ chuyển từ trạng thái ban đầu sang trạng thái thứ cấp, trong một quá trình đẳng nhiệt (bằng nhiệt độ), sự thay đổi entropi (S2 - S1) sẽ bằng lượng nhiệt để trao đổi hệ thống vớimôi trường , (Q1 → Q2), chia cho nhiệt độ của nó. Điều này được biểu thị bằng phương trình sau:
S2 - S1 = (Q1 → Q2) / T
Điều này cho thấy rằng các biến thể entropy chỉ có thể được tính toán trong một hệ thống và không phải giá trị tuyệt đối.Điểm duy nhất mà entropy bằng 0 là ở độ không tuyệt đối (0 K hoặc -273,16 ° C).
Entropy âm
Entropy phủ định, tổng hợp hoặc tiêu cực là entropy mà một hệ thống xuất hoặc giải phóng để giữ cho mức entropy của nó ở mức thấp.
Khái niệm này được phát triển bởi nhà vật lý Erwin Schrödinger vào năm 1943 và sau đó được các học giả khác nhau áp dụng.
Ví dụ về entropy
Một số ví dụ hàng ngày về entropy là:
- Sự phá vỡ của một tấm. Nếu chúng ta hiểu cái đĩa như một hệ thống cân bằng và có trật tự, có thế entropi cao, chúng ta sẽ thấy rằng sự phân mảnh của nó thành nhiều mảnh là một sự kiện tự nhiên, tạm thời, không xảy ra một cách tự phát theo hướng ngược lại.
- Phân rã phóng xạ. Quá trình này, cũng không thể đảo ngược, dẫn đếnnguyên tử tải entropi không ổn định và cao để trở nên ổn định hơn (phần tử thay đổi). Để làm được điều này, chúng giải phóng một lượng lớn năng lượng mà chúng ta gọi là bức xạ.
- Kết cục của vũ trụ. Vật lý đương đại đã cảnh báo về một lý thuyết về sự kết thúc của vũ trụ, được gọi là "cái chết nhiệt", cho rằng entropy trong vũ trụ đến một lúc nào đó sẽ đạt đến trạng thái cân bằng, một điểm có entropi cực đại ở cuối vũ trụ. sự chuyển động và truyền nhiệt, sẽ không có sự tiến hóa hay thay đổi nào nữa.