Entropy - ito ... Ang konsepto ng entropy. Standard entropy

Entropy - isang salita na maraming narinig, ngunit ilang maintindihan. At kami ay may sa aminin na bago ang katapusan mapagtanto ang kakanyahan ng mga ito kababalaghan ay talagang mahirap. Gayunpaman, ito ay hindi dapat takutin sa amin. Karamihan ng kung ano ang pumapaligid sa amin, kami, sa katunayan, maaaring ipinaliwanag lamang sa mababaw. At hindi kami ay pakikipag-usap tungkol sa pang-unawa o kaalaman ng isang partikular na indibidwal. Hindi. Makipag-usap namin tungkol sa kalahatan ng pang-agham na kaalaman sa pagtatapon ng sangkatauhan.

Malubhang gaps umiiral hindi lamang sa kaalaman ng galactic sukat, halimbawa, sa usapin ng black hole at wormholes, ngunit na pumapaligid sa amin patuloy na. Halimbawa, pa rin ang kontrobersya tungkol sa mga pisikal na katangian ng liwanag sa ngayon underway. At kung sino ang maaaring ayusin sa pamamagitan ng ang konsepto ng oras? Ang ganitong mga isyu - isang mahusay na iba't-ibang. Ngunit sa artikulong ito kukunin ko na ilarawan ang entropy. Para sa maraming mga taon, siyentipiko ay struggling sa ang konsepto ng "entropy". Chemistry at physics pumunta kamay sa kamay sa pag-aaral ng mga ito mahiwaga kababalaghan. Susubukan naming malaman kung ano ay naging kilala sa ating panahon.

Pagpapakilala ng mga konsepto sa akademya

Ang konsepto ng entropy sa mga espesyalista na kapaligiran nagpasimula ng isang kilalang German mathematician Rudolf Julius Emmanuel Clausius. Sa madaling salita, ang mga siyentipiko ay nagpasya upang malaman kung ano ang gagawin sa enerhiya. Sa anong diwa? Upang ilarawan, sabihin hindi tumutukoy sa maraming mga eksperimento at kumplikadong mga pagdadahilan, math at kumuha ng isang halimbawa mas pamilyar sa amin mula sa araw-araw na buhay.

Dapat kang maging mahusay kamalayan na kapag singilin ka, sabihin nating, isang mobile phone baterya, ang dami ng enerhiya na naipon sa mga baterya ay magiging mas mababa aktwal na natanggap mula sa network. Mayroon mga tiyak na pagkalugi. Sa araw-araw na buhay namin ay ginagamit upang ito. Ngunit ang katunayan na ang naturang pagkalugi mangyari sa iba pang mga closed system. Para sa mga mathematicians, physicists, ito ay isang malubhang problema. Ang pag-aaral ng ang isyu na ito at nagtrabaho Rudolf Clausius.

Bilang isang resulta, siya ay dinala prelyubopytny katotohanan. Kung namin, muli, alisin ang kumplikadong terminolohiya, ito ay nangangahulugan na ang entropy - ay ang pagkakaiba sa pagitan ng ideal at ang tunay na proseso.

Isipin na nagmamay-ari ka ng isang shop. At nakuha mo para sa pagsasakatuparan ng 100 kilo grapefruit gastos 10 MNT per kg. Ang paglalagay ng isang marka sa 2 Tug sa pounds, makakakuha ka ng mula sa pagbebenta ng 1200 MNT ay magbibigay posited na halaga sa mga supplier at mag-iwan ang iyong sarili ng isang tubo ng dalawang daang MNT.

Kaya, ito ay isang perpektong paglalarawan ng proseso. At ang anumang mga nagmemerkado alam, sa pamamagitan ng oras na iyon, ibebenta bilang isang buo grapefruit, magkakaroon sila ng oras upang matuyo up sa pamamagitan ng 15 porsyento. Ang isang 20 bawat sentimo at hindi mabulok, at sila ay lamang mapapawalang-bisa. Ngunit ito ay isang tunay na proseso.

Kaya, ang konsepto ng entropy, na kung saan ay ushered sa isang matematikal na kapaligiran, Rudolf Clausius, ay tinukoy bilang ang relasyon ng isang sistema na kung saan ang entropy pagtaas ay depende sa temperatura ng sistema na may kaugnayan sa ang halaga ng absolute zero. Sa katunayan, ipinapakita nito ang halaga ng mga basura (nawala) enerhiya.

indicator ay sumusukat sa kaguluhan

Pa rin ito ay posible upang ibahagi ang ilang mga paniniwala magtaltalan na entropy - isang sukatan ng kaguluhan. Iyon ay, kung gagawin namin bilang isang modelo ng closed system ay karaniwang estudyante sa room ay hindi nalinis sa uniporme puwesto ay magkakaroon upang magpakilala ilang entropy. Ngunit kahalagahan nito sa sitwasyong ito ay maliit. Ngunit kung bukod sa scatter mga laruan, dalhin popcorn mula sa kusina (siyempre, isang maliit na pinsala) at mag-iwan ng gulo sa mesa ang lahat ng mga aklat-aralin, ang entropy ng system (at sa partikular na kasong ito - ang room) ay tumaas nang masakit.

complex matter

Entropy matter - mahirap upang ilarawan ang proseso. Maraming mga siyentipiko sa loob ng nakaraang siglo nag-ambag sa pag-aaral ng mekanismo ng kanyang trabaho. Bukod dito, ang konsepto ng entropy ay ginagamit hindi lamang sa matematika at physics. Siya ay din ng isang mahusay na marapat lugar sa kimika. Ang ilang mga craftsmen gamitin ito upang ipaliwanag kahit sikolohikal na proseso sa relasyon ng tao. Ipaalam sa amin makita ang mga pagkakaiba sa bilang ng mga salita sa tatlong physicists. Ang bawat isa sa mga ito ay ipinapakita ang entropy, sa kabilang dako, at ang kanilang mga kumbinasyon ay makakatulong sa amin gumuhit itong mas magkaugnay na larawan.

Approval Clausius

Maaari bang hindi ang paglipat mula sa init ng katawan mula sa isang mas mababang temperatura ng katawan sa isang mas mataas.

I-verify na ito na totoo ay simple. Ikaw ay hindi kailanman magagawang upang magpainit malamig na mga kamay, sabihin, frozen maliit na puppy ng kung paano mo ang gumusto upang makatulong sa kanya. Kaya kami ay may sa stick sa kaniyang kandungan, kung saan ang temperatura ay mas mataas kaysa ito ay kasalukuyang.

Approval Thomson

Hindi ito maaaring iproseso ang mga resulta ng kung saan ay magiging ganap na ang trabaho dahil sa ang init, kinuha mula sa isa sa mga katawan.

At kung ikaw ay lubos na simple, ito ay nangangahulugan na ito ay pisikal na imposible upang makagawa ng isang panghabang-buhay paggalaw machine. Huwag pahintulutan ang entropy ng isang closed system.

Boltzmann Adoption

Entropy ay hindi maaaring bawasan sa isang saradong sistema, iyon ay, mga na hindi makatanggap ng mga panlabas na enerhiya recharge.

pagbabalangkas na ito ay may inalog ang pananampalataya ng maraming mga tagasuporta ng teorya ng ebolusyon, at pinilit silang mag-isip nang husto ang tungkol sa pagkakaroon ng uniberso isang matalinong Maylalang. Bakit?

Dahil ang mga default sa isang closed system, entropy laging pinatataas. Kaya, exacerbated sa pamamagitan ng ganap na kaguluhan. Mag-zoom ito ay maaari lamang maging dahil sa panlabas na enerhiya recharge. At batas na ito, kami ay nakakakita ng araw-araw. Kung hindi mo ang bahala sa hardin, bahay, kotse, at iba pa. E., lang nila ay wasak.

Sa megamasshtabah aming uniberso - ay din ng isang closed system. At siyentipiko concluded na ang aming napaka-iral ay dapat sumasalamin sa ang katunayan na ang isang lugar doon ay ang panlabas na recharge kapangyarihan. Samakatuwid walang sorpresa sa araw na astrophysicists naniniwala sa Diyos.

arrow ng oras

Isa pang napaka mapanlikha paglalarawan ng entropy maaaring katawanin bilang ang arrow ng oras. Iyon ay, ang entropy ay nagpapahiwatig kung saan direksyon ay ilipat ang proseso ng pisikal na.

Sa katunayan, ito ay malamang na hindi marinig ang pagpapaalis ng ang hardinero, ikaw ay inaasahan na ang mga lugar na kung saan siya ay responsable, ay magiging mas tumpak at mabikas. Lamang ang kabaligtaran - kung hindi mo umarkila ng isa pang empleyado, makalipas ang ilang panahon, kahit na ang pinaka-magandang hardin dumating sa lagim.

Entropy sa kimika

Sa disiplina ng "Kimika" Entropy ay isang mahalagang tagapagpahiwatig. Sa ilang mga kaso, ang halaga nito ay nakakaapekto sa mga kemikal na reaksyon.

Sino ay hindi nakita sa pinangyarihan mula sa pelikula kung saan ang character ay tumpak na ililipat sa lalagyan ng nitroglycerin, fearing upang makapukaw ng isang pagsabog ng pagbuo ng reckless matalim kilusan? Ito ay isang visual aid sa mga prinsipyo ng entropy sa kemikal. Kung ang kanyang figure umabot sa sukdulan, magiging reaksyon makapagsimula, na nagresulta sa isang pagsabog.

Ang pagkakasunud-sunod disorder

Karamihan sa mga madalas na magtaltalan na entropy - ay ang pagnanais na kaguluhan. Sa totoo lang ang salitang "entropy" ay nangangahulugan ng pag-on o umiikot. Nakapagpadala na kami ng sinabi na ito characterizes ang pagkilos. Very kagiliw-giliw na sa kontekstong ito, ang entropy ng gas. Subukan nating isipin kung paano ito mangyayari.

Kumuha ng isang closed system na binubuo ng dalawang konektado lalagyan, ang bawat isa ay gas. Ang presyon sa lalagyan hanggang sa sila ay mahigpit na interconnected, ay naiiba. Isipin kung ano ang nangyari sa molekular antas, kapag sila ay ilagay ang sama-sama.

Ang karamihan ng tao ng mga molecule sa ilalim ng karagdagang presyon, siya ay agad na isinugod sa kaniyang mga kapatid, na nabuhay hanggang sa lubos na malaya. Sa gayon, sila ay nadagdagan ang presyon doon. Ito ay maaaring inihambing sa ang paraan ng tubig splashing sa banyo. Tumawid tungo sa isang gilid, siya agad rushes sa isa. Katulad nito, ang aming Molekyul. At ang aming ganap na nakahiwalay mula sa panlabas na impluwensya, sila ay itulak ang sistema hangga't hindi upang magtatag ng isang mahusay na balanse sa buong lakas ng tunog. At pagkatapos ay, kapag sa paligid ng bawat Molekyul ay magiging eksaktong pareho espasyo bilang ang mga kalapit na at ang lahat ng pahinga. At ito ang magiging pinakamataas na entropy sa kimika. Mga pag-ikot at transformations tigilan.

Standard entropy

Ang mga siyentipiko ay hindi inabandunang kanilang mga pagtatangka upang ayusin at i-uri-uriin ang kahit gulo. Dahil ang entropy halaga ay nakasalalay sa isang mayorya ng mga kaugnay na mga kondisyon, ang terminong "karaniwang entropy" ay nagpasimula. Ang mga halaga ng mga pamantayang ito ay nakabuod sa isang espesyal na talahanayan, upang madali mong magsagawa ng mga kalkulasyon at lutasin ang iba't-ibang mga gawain application.

Mga default na halaga sa standard entropy alang kondisyon ng presyon ng isang kapaligiran at isang temperatura ng 25 degrees Celsius. Bilang ang temperatura ay nagdaragdag ang rate ay tumataas din.

Code at Ciphers

Mayroon ding impormasyon entropy. Ito ay dinisenyo upang makatulong sa pag-encrypt ng na-encode na mga mensahe. Para sa impormasyon entropy - ay ang probabilidad ng predictability impormasyon. At kung napaka-simpleng termino, ito ay kung paano madali ito ay upang lumagutok ang naharang cipher.

Paano ito gumagana? Sa unang tingin, tila na, nang walang kahit anumang pinagmulan ng data upang maunawaan ang mga naka-code na mensahe ay hindi maaaring maging. Ngunit ito ay hindi totoo. Narito pagdating sa ang posibilidad.

Isipin isang pahina na may isang naka-encrypt na mensahe. Alam mo na ang paggamit ng Russian wika, ngunit ang mga character na hindi na halos kilala. Kung saan magsisimula? Mag-isip: ano ang probabilidad na ang sulat ay matugunan sa pahinang ito ay "b"? At ang pagkakataon na pagkatisod sa ang titik "o"? System, naiintindihan mo. Kinakalkula ang mga character na ang pinaka-karaniwang (at hindi bababa sa malamang - ito rin ay isang mahalagang tagapagpahiwatig), at kung ikukumpara sa mga peculiarities ng ang wika kung saan ang mensahe ay nakasulat.

Sa karagdagan, may mga madalas na, at sa ilang mga wika at matatag na mga kumbinasyon ng mga titik. kaalaman na ito ay ginagamit din upang i-decrypt. Siya nga pala, ang paraan na ito ay ginagamit ng mga sikat na Sherlock Holmes kuwento "Ang Pakikipagsapalaran ng Men sayawan". Sa parehong paraan na putulin ang code sa run-up sa Ikalawang Digmaang Pandaigdig.

At ang impormasyon entropy ay inilaan upang dagdagan ang kahusayan ng coding. Dahil sa nagmula formula Mathematics ay maaaring pag-aralan at mapabuti ang ipinanukalang mga pagpipilian shifrovschikami.

Pakikipag-usap sa dark matter

Teorya na kung saan ay lamang naghihintay na ma-nakumpirma, isang mahusay na marami. Ang isa sa kanila ay may kinalaman sa hindi pangkaraniwang bagay ng entropy na may isang relatibong kamakailan-lamang natuklasan dark matter. Sinasabi nito na ang nawala enerhiya ay nagre-convert sa dilim. Astronomo ay ipinapalagay na ang aming uniberso lamang 4 porsiyento pagkahulog sa bagay na tulad ng alam namin ito. At ang iba pang 96 porsiyento ay nagtatrabaho unexplored sa sandaling ito - sa dilim.

Ang ganitong mga isang pamagat na natanggap niya dahil sa ang katunayan na ito ay hindi nakikipag-ugnayan sa electromagnetic radiation at emits ito (tulad ng lahat ng mga kilalang hanggang sa oras na iyon ang mga bagay sa sansinukob). At samakatuwid, sa yugtong ito ng pag-unlad ng agham pag-aaral ng dark matter at pag-aari nito hindi posible.