Entropi - itu ... Konsep entropi. Standard entropi

Entropi - kata yang banyak telah mendengar, tetapi hanya sedikit mengerti. Dan kita harus mengakui bahwa sebelum akhirnya menyadari esensi dari fenomena ini benar-benar sulit. Namun, ini tidak harus menakut-nakuti kita. Banyak dari apa yang mengelilingi kita, kita, pada kenyataannya, dapat dijelaskan hanya dangkal. Dan kita tidak berbicara tentang persepsi atau pengetahuan individu tertentu. Tidak. Kita berbicara tentang totalitas pengetahuan ilmiah di pembuangan umat manusia.

kesenjangan yang serius tidak hanya ada dalam pengetahuan proporsi galaksi, misalnya, dalam hal lubang hitam dan lubang cacing, tapi yang mengelilingi kita terus-menerus. Misalnya, masih kontroversi tentang sifat fisik cahaya jauh berlangsung. Dan siapa yang bisa memilah-milah konsep waktu? isu-isu seperti - berbagai besar. Tapi dalam artikel ini saya akan menjelaskan entropi. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan sedang berjuang dengan konsep "entropi". Kimia dan fisika berjalan beriringan dalam studi ini fenomena misterius. Kami akan mencoba untuk mencari tahu apa yang telah menjadi dikenal untuk waktu kita.

Pengenalan konsep dalam dunia akademis

Konsep entropi di spesialis lingkungan memperkenalkan matematikawan Jerman yang menonjol Rudolf Julius Emmanuel Clausius. Dalam istilah sederhana, ilmuwan memutuskan untuk mencari tahu apa yang harus dilakukan dengan energi. Dalam arti apa? Untuk menggambarkan, mari kita tidak mengacu pada berbagai eksperimen dan penalaran yang kompleks, matematika dan mengambil contoh yang lebih kita kenal dari kehidupan sehari-hari.

Anda harus menyadari bahwa ketika Anda mengisi, katakanlah, baterai ponsel, jumlah energi yang terakumulasi dalam baterai akan kurang benar-benar diterima dari jaringan. Ada kerugian tertentu. Dalam kehidupan sehari-hari kita digunakan untuk itu. Tapi fakta bahwa kerugian tersebut terjadi pada sistem tertutup lainnya. Untuk matematikawan, fisikawan, ini adalah masalah serius. Studi tentang masalah ini dan bekerja Rudolf Clausius.

Akibatnya, ia membawa fakta prelyubopytny. Jika kita, sekali lagi, menghapus istilah yang rumit, itu berarti bahwa entropi - adalah perbedaan antara ideal dan proses nyata.

Bayangkan bahwa Anda memiliki sebuah toko. Dan Anda punya untuk realisasi 100 biaya kilogram jeruk 10 MNT per kg. Menempatkan tanda di 2 Tug pada pound, Anda akan mendapatkan dari penjualan 1200 MNT akan memberikan jumlah mengemukakan kepada pemasok dan meninggalkan diri keuntungan dari dua ratus MNT.

Jadi, itu adalah gambaran sempurna dari proses. Dan setiap pemasar tahu, pada saat itu, akan menjual secara keseluruhan jeruk, mereka akan punya waktu untuk mengeringkan sebesar 15 persen. Sebuah 20 persen dan tidak membusuk, dan mereka baru saja dihapuskan. Tapi ini adalah proses yang nyata.

Jadi, konsep entropi, yang diantar dalam lingkungan matematika, Rudolf Clausius, didefinisikan sebagai hubungan dari sistem di mana peningkatan entropi tergantung pada suhu sistem relatif terhadap nilai nol mutlak. Bahkan, hal itu menunjukkan nilai pemborosan energi (hilang).

Indikator mengukur kekacauan

Masih dimungkinkan untuk berbagi beberapa keyakinan berpendapat bahwa entropi - ukuran kekacauan. Artinya, jika kita mengambil sebagai model sistem tertutup biasanya ruang mahasiswa tidak dibersihkan pada seragam tempat harus mencirikan beberapa entropi. Tapi pentingnya dalam situasi ini adalah kecil. Tetapi jika selain untuk menyebarkan mainan, membawa popcorn dari dapur (tentu saja, sedikit kerusakan) dan meninggalkan berantakan di atas meja semua buku pelajaran, entropi sistem (dan dalam kasus khusus ini - ruangan) akan meningkat tajam.

masalah yang rumit

Entropi peduli - sangat sulit untuk menggambarkan proses. Banyak ilmuwan selama abad terakhir telah memberikan kontribusi untuk mempelajari mekanisme kerjanya. Selain itu, konsep entropi digunakan tidak hanya matematika dan fisika. Dia juga merupakan tempat yang memang layak di kimia. Beberapa pengrajin menggunakannya untuk menjelaskan bahkan proses psikologis dalam hubungan manusia. Mari kita melihat perbedaan dalam kata-kata dari tiga fisikawan. Masing-masing mengungkapkan entropi, di sisi lain, dan kombinasi mereka akan membantu kita menggambar gambaran yang lebih koheren.

persetujuan Clausius

tidak bisa transisi dari panas tubuh dari suhu tubuh lebih rendah ke yang lebih tinggi.

Verifikasi postulat ini adalah sederhana. Anda tidak akan pernah bisa menghangatkan tangan dingin, mengatakan, beku anjing kecil seperti yang Anda akan menyukai untuk membantunya. Jadi kita harus tetap di dadanya, di mana suhu lebih tinggi daripada saat ini.

persetujuan Thomson

Hal ini tidak dapat memproses hasil yang akan benar-benar bekerja karena panas, yang diambil dari salah satu badan.

Dan jika Anda cukup sederhana, itu berarti bahwa secara fisik tidak mungkin untuk membangun sebuah mesin gerak abadi. Jangan biarkan entropi dari sistem tertutup.

Boltzmann Adopsi

Entropi tidak dapat menurunkan dalam sistem tertutup, yaitu orang yang tidak menerima mengisi ulang energi eksternal.

Formulasi ini telah mengguncang iman banyak pendukung teori evolusi, dan memaksa mereka untuk berpikir serius tentang kehadiran alam semesta Pencipta yang cerdas. Mengapa?

Karena default dalam sistem tertutup, entropi selalu meningkat. Jadi, diperburuk oleh kekacauan. Zoom hanya bisa karena mengisi ulang energi eksternal. Dan hukum ini, kita melihat setiap hari. Jika Anda tidak merawat kebun, rumah, mobil, dan sebagainya. E., Mereka hanya akan hancur.

Dalam megamasshtabah alam semesta kita - juga merupakan sistem tertutup. Dan ilmuwan telah menyimpulkan bahwa eksistensi kita harus mencerminkan fakta bahwa di suatu tempat ada kekuatan mengisi ulang eksternal ini. Oleh karena itu tidak mengherankan bahwa hari ini astrofisikawan percaya pada Tuhan.

panah waktu

Lain ilustrasi yang sangat cerdik entropi dapat direpresentasikan sebagai panah waktu. Yaitu, entropi menunjukkan arah mana akan bergerak proses fisik.

Memang, tidak mungkin untuk mendengar pemberhentian tukang kebun, Anda akan berharap bahwa daerah yang dia bertanggung jawab, akan lebih akurat dan rapi. Justru sebaliknya - jika Anda tidak mempekerjakan karyawan lain, setelah beberapa waktu, bahkan taman yang paling indah datang ke kehancuran.

Entropi dalam kimia

Dalam disiplin "Kimia" Entropi merupakan indikator penting. Dalam beberapa kasus, nilainya mempengaruhi reaksi kimia.

Yang belum melihat adegan dari film di mana karakter secara akurat ditransfer ke wadah nitrogliserin, takut untuk memprovokasi ledakan gerakan tajam sembrono? Itu adalah bantuan visual prinsip entropi dalam kimia. Jika sosoknya mencapai titik kritis, itu akan menjadi reaksi dimulai, yang mengakibatkan ledakan.

Urutan gangguan

Paling sering berpendapat entropi itu - adalah keinginan untuk kekacauan. Sebenarnya kata "entropi" berarti memutar atau memutar. Kita telah mengatakan bahwa itu mencirikan tindakan. Sangat menarik dalam konteks ini, entropi gas. Mari kita coba untuk membayangkan bagaimana hal itu terjadi.

Mengambil sistem tertutup yang terdiri dari dua kontainer terhubung, yang masing-masing gas. Tekanan dalam wadah sampai mereka erat berhubungan, berbeda. Bayangkan apa yang terjadi pada tingkat molekuler, ketika mereka disatukan.

Kerumunan molekul berada di bawah tekanan lebih, ia langsung dilarikan ke saudara-saudaranya, yang hidup sampai cukup bebas. Dengan demikian, mereka telah meningkatkan tekanan di sana. Hal ini dapat dibandingkan dengan cara memercikkan air di kamar mandi. Melewati ke satu sisi, dia langsung bergegas ke yang lain. Demikian pula, molekul kami. Dan kami sempurna terisolasi dari pengaruh eksternal, mereka akan mendorong sistem selama tidak untuk membangun keseimbangan yang sangat baik di seluruh volume. Dan kemudian, ketika sekitar setiap molekul akan persis ruang yang sama sebagai tetangga dan semua sisanya. Dan itu akan menjadi entropi tertinggi dalam kimia. Rotasi dan transformasi berhenti.

Standard entropi

Para ilmuwan tidak meninggalkan upaya mereka untuk mengatur dan mengklasifikasikan bahkan berantakan. Karena nilai entropi tergantung pada pluralitas kondisi terkait, istilah "standar entropi" diperkenalkan. Nilai-nilai standar ini dirangkum dalam tabel khusus, sehingga Anda dapat dengan mudah melakukan perhitungan dan memecahkan berbagai tugas aplikasi.

nilai default pada entropi standar mempertimbangkan kondisi tekanan satu atmosfir dan suhu 25 derajat Celcius. Ketika suhu meningkatkan tingkat juga meningkat.

Kode dan Ciphers

Ada juga informasi entropi. Hal ini dirancang untuk membantu dalam mengenkripsi pesan dikodekan. Untuk entropi informasi - adalah probabilitas informasi prediktabilitas. Dan jika istilah yang sangat sederhana, itu adalah betapa mudahnya akan untuk memecahkan cipher dicegat.

Bagaimana cara kerjanya? Pada pandangan pertama, tampaknya, tanpa sekalipun data sumber untuk memahami pesan berkode tidak bisa. Tapi ini tidak benar. Berikut datang dalam kemungkinan.

Bayangkan sebuah halaman dengan pesan terenkripsi. Anda tahu bahwa penggunaan bahasa Rusia, tetapi karakter yang benar-benar asing. Di mana untuk memulai? Pikirkan: apa adalah probabilitas bahwa surat itu akan bertemu di halaman ini adalah "b"? Dan kesempatan untuk tersandung pada huruf "o"? Sistem, Anda mengerti. Menghitung karakter yang paling umum (dan paling tidak mungkin - itu juga merupakan indikator penting), dan dibandingkan dengan kekhasan bahasa yang pesan ditulis.

Selain itu, ada sering, dan dalam beberapa bahasa dan kombinasi stabil huruf. Pengetahuan ini juga digunakan untuk mendekripsi. By the way, metode ini digunakan Sherlock Holmes cerita terkenal "The Adventure of Dancing Men". Dengan cara yang sama untuk memecahkan kode dalam jangka-up ke Perang Dunia Kedua.

Dan entropi informasi dimaksudkan untuk meningkatkan keandalan coding. Karena formula berasal Matematika dapat menganalisa dan meningkatkan pilihan shifrovschikami yang diusulkan.

Komunikasi dengan materi gelap

Teori yang hanya menunggu untuk dikonfirmasi, banyak sekali. Salah satunya berkaitan fenomena entropi dengan relatif baru ditemukan materi gelap. Ia mengatakan bahwa energi yang hilang hanya diubah menjadi gelap. Para astronom menganggap bahwa alam semesta kita hanya 4 persen jatuh pada materi seperti yang kita kenal. Dan yang lainnya 96 persen bekerja belum dijelajahi saat ini - gelap.

seperti judul ia menerima karena fakta bahwa itu tidak berinteraksi dengan radiasi elektromagnetik dan memancarkan itu (karena semua yang dikenal sampai saat itu benda-benda di alam semesta). Dan karena itu, pada tahap perkembangan studi ilmu materi gelap dan sifat-sifatnya itu tidak mungkin.