Kada se raspravlja o termodinamici, entropija se često spominje . Entropija sistema je mjera neraspoložive energije u termodinamičkom ili zatvorenom sistemu i često se smatra mjerom poremećaja sistema. To je svojstvo stanja sistema koje se mijenja direktno sa bilo kojom reverzibilnom promjenom toplote sistema ili obrnuto proporcionalno njegovoj temperaturi.
U ovom ćemo vam članku reći sve što trebate znati o entropiji i dat ćemo vam nekoliko primjera u svakodnevnom životu.
Definicija entropije
Znamo da je entropija mjera energije koja nije dostupna unutar zatvorenog termodinamičkog sistema. Jedan od načina korištenja entropije je mjerenje nereda u sistemu. To jest, haos unutar sistema je posljedica entropije. Tipično, kako temperatura raste ili pada, dolazi do većih promjena u molekulima i atomima koji čine sistem.
Jednostavnije rečeno, entropija se može definirati kao degradacija materije i energije u svemiru do konačnog stanja inertne uniformnosti. U kontekstu termodinamike , entropija igra fundamentalnu ulogu u razumijevanju energetskih procesa, kao i fenomena poput haosa i turbulencije.
Glavne karakteristike
Vidjet ćemo koje su glavne karakteristike koje obuhvaća entropija. Ima tri glavne karakteristike. Jedna od njih je da se entropija sistema povećava kada se u sistem isporučuje toplota, bez obzira na temperaturu, što je takođe posledica. Odnosno, u bilo kojem sistemu u koji uvodimo toplinu, entropija sistema se povećava.
Kada unesemo toplotu u ekosistem, bez obzira da li se temperatura mijenja ili ne, entropija se smanjuje kada se ta toplota odbaci. U svim adijabatskim procesima, vrijednost entropije ostaje konstantna tokom vremena. Mjerenje entropije zahtijeva pažljivo razmatranje. To je zato što se prilikom mjerenja moraju donositi proizvoljne odluke, a neke od njih se mogu izbjeći. Na primjer, može se koristiti jedinica granularnosti, uzimajući ono što se naziva stopa entropije, ali neka druga ograničenja su nepremostiva.
Stavimo primjer da to bolje pojasnimo. Ako moramo odabrati kako opisati određene događaje koji se događaju jer entropija nije nepromjenjiva, isti objekt možemo opisati na isti način. Ovo je veće ograničenje od uobičajenog ograničenja i općenito je poznato da za mjerenje entropije mora biti poznata domena problema koji treba liječiti.
Međutim, entropiju možemo definirati kao izuzetno jednostavnu funkciju. Uključen je samo jedan logaritam i broj stvari koje imaju određena svojstva od interesa.
Svojstva entropije
Počnimo s opisom najznačajnijih svojstava entropije u našem svakodnevnom iskustvu. Može se predstaviti kao nešto bestežinsko što struji kroz sve u našem svijetu. To je svojstvo povezano s količinom materije u tijelu, koje se odnosi na područje prostora i može se u suštini tretirati kao supstanca. Entropija se može distribuirati unutar područja materije, akumulirajući se inverzno ili direktno . Također se može ekstrahirati, osloboditi ili prenijeti na drugi objekt. Na taj način je možemo povezati s energijom.
Znamo da entropija značajno mijenja stanje objekta. Kada materijal ima malo entropije, percipira se kao hladan. Ako materijal sadrži sve više i više entropije, može se percipirati kao hladan ili čak vruć. Stoga znamo da entropija igra fundamentalnu ulogu u svim termičkim aspektima i može se smatrati uzrokom tih efekata. Bez nje, nema temperature ni toplote. Entropija se obično širi po homogenom tijelu i automatski se uništava manje ili više brzo i ravnomjerno po cijelom njegovom volumenu.
U ovom procesu možemo vidjeti da entropija teče od toplijeg tijela do hladnijeg. Postoje tvari koje su dobri provodnici kao što su srebro, bakar, dijamant i aluminij i druge koje su loši provodnici i uzrokuju da sporije teku, kao što su drvo, plastika ili zrak. Dok u svakodnevnom životu koristimo dobre provodnike za prijenos topline, loše provodnike koristimo kao izolatore.
Velika količina entropije se proizvodi u grijaćoj zavojnici elektrane. Također se proizvodi u plamenu gorionika goriva i na površinama trenja sistema disk kočnica. Drugo mjesto gdje se generira velika količina su mišići sportiste koji je u stalnom pokretu. Isto se događa i u mozgu. Kada razmišljamo, proizvodi se velika količina entropije.
Temperatura i priroda
Znamo da se proizvodnja dešava u gotovo svakoj situaciji u prirodi. U svakoj situaciji u kojoj dolazi do promjene, uključena je entropija. Njena najupečatljivija karakteristika je da se javlja u praktično svim procesima koji se odvijaju u životu, bilo u malim ili velikim količinama. Trenutno nije poznat mehanizam kojim se, nakon što se entropija proizvede, ne može uništiti. Ukupna količina može se samo povećati, a nikada smanjiti.
Bilo koji proces koji generira entropiju ne može osloboditi tu energiju jer je to ireverzibilan sistem. To ne znači da se tijelo ne može vratiti u svoje početno stanje, već samo da ta količina toplote napušta tijelo. Izjava da se ona povećava, ali ne smanjuje, sadržana je u drugom zakonu termodinamike. Ako nema mjesta za skladištenje entropije, nemoguće je da se tijelo vrati u svoje početno stanje.
Kao što vidite, to je karakteristika koju je prilično teško opisati, ali je vrlo korisna na dnevnoj bazi. Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o ovoj temi.