عندما نتحدث عن الديناميكا الحرارية ، فإن الكون. إنتروبيا النظام هي نوع من قياس الطاقة غير متوفر في نظام ديناميكي حراري أو نظام مغلق والذي يُنظر إليه أيضًا على أنه مقياس لاضطراب النظام. إنها خاصية لحالة النظام تختلف بشكل مباشر مع أي تغيير ، طالما أنها قابلة للانعكاس في حرارة النظام أو عكسها مع درجة حرارة النظام.
سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول الانتروبيا وسنقدم لك بعض الأمثلة في الحياة اليومية.
تعريف الانتروبيا
نحن نعلم أنه مقياس الطاقة غير المتاح داخل نظام حراري مغلق. إحدى طرق استخدام الانتروبيا هي قياس اضطراب النظام. ذلك بالقول، الفوضى داخل النظام بسبب الانتروبيا. عادة ، مع ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها ، يحدث ذلك عندما تكون هناك تغييرات كبيرة في الجزيئات والذرات التي تشكل النظام.
إذا قمنا بتعريف الإنتروبيا بعبارات أبسط، يمكننا القول إنها تدهور المادة والطاقة في الكون إلى حالة نهائية من التوحيد الخامل. في سياق الديناميكا الحراريةتلعب الإنتروبيا دورًا أساسيًا في فهم عمليات الطاقة، وكذلك في الظواهر مثل الفوضى والاضطرابات.
الملامح الرئيسية
سنرى ما هي الخصائص الرئيسية التي تشمل الإنتروبيا. لها ثلاث خصائص رئيسية. أحدها هو أن إنتروبيا النظام تزداد عندما يتم توفير الحرارة في النظام بغض النظر عما إذا كانت درجة الحرارة تزداد أيضًا نتيجة لذلك. وهذا يعني أنه في أي نظام نقدم فيه الحرارة ، تزداد إنتروبيا النظام.
عندما ندخل الحرارة إلى نظام بيئي ، سواء تغيرت درجة الحرارة أم لا ، فإن الانتروبيا تنخفض عندما يتم رفض هذه الحرارة. في في جميع العمليات التي تكون ثابتة الحرارة ، تظل قيمة الانتروبيا ثابتة بمرور الوقت. يجب أن يتم قياس الانتروبيا بحذر شديد. وهي أنه عند قياسها ، يجب اتخاذ قرارات تعسفية ويمكن تجنب بعضها. على سبيل المثال ، وحدة التقسيم ، مع أخذ ما يسمى معدل الانتروبيا ، لكن بعض القيود الأخرى لا يمكن التغلب عليها.
دعنا نضع مثالاً لتوضيح هذا بشكل أفضل. إذا كان علينا أن نختار كيفية وصف أحداث معينة تحدث لأن الانتروبيا ليست ثابتة ، فيمكننا وصف نفس الكائن بنفس الطريقة. هذا قيد أكبر من القيد الشائع ومن المسلم به عمومًا أنه من أجل قياس الإنتروبيا ، يجب معرفة مجال المشكلة المراد معالجتها.
ومع ذلك ، يمكننا تعريف الإنتروبيا على أنها وظيفة بسيطة للغاية. إنه يحتوي على لوغاريتم واحد فقط وعدد الأشياء التي لها خصائص معينة تهم.
خصائص الانتروبيا
دعونا نبدأ بوصف أهم خصائص الإنتروبيا في تجربتنا اليومية. يمكن تقديمه كشيء ليس له وزن و يمكن أن تتدفق في كل شيء في عالمنا. إنها خاصية لها علاقة بكمية المادة في الجسم والتي تشير إلى منطقة من الفضاء ويمكن التعامل معها بشكل أساسي على أنها مادة. في هذا الطريق، يمكن توزيع الإنتروبيا على مساحة من المادة ، متراكمة بشكل عكسي أو مباشر. يمكن أيضًا استخراجها أو فك ضغطها أو نقلها إلى كائن آخر. بهذه الطريقة ، يمكننا ربطها بطاقتنا.
نحن نعلم أن الإنتروبيا تغير حالة الجسم بطرق مهمة. عندما تكون كمية المادة صغيرة، يُنظر إليها على أنها باردة. إذا كانت الأسطورة المادية تحتوي على المزيد والمزيد من الإنتروبيا فيمكن اعتبارها باردة أو حتى ساخنة. ولهذا السبب نعلم أنه يلعب دورًا أساسيًا في جميع الجوانب الحرارية ويمكن اعتباره سببًا لهذه التأثيرات. بدون هذا القياس لا توجد درجة حرارة أو حرارة. يميل عادة إلى الانتشار في جميع أنحاء الجسم المتجانس ويتم تدميره تلقائيًا بسرعة أو بأخرى وبشكل موحد في جميع أنحاء الحجم.
وفي هذه العملية، يمكننا أن نرى أن الإنتروبيا تتدفق من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة. هناك مواد تعتبر موصلات جيدة، مثل الفضة والنحاس والماس والألمنيوم، وأخرى تعتبر موصلات رديئة وتتسبب في تدفق الكهرباء بشكل أبطأ، مثل الخشب والبلاستيك أو الهواء. في حين أننا في الحياة اليومية نستخدم موصلات جيدة لنقل الكهرباء، فإننا نستخدم موصلات سيئة كعوازل.
يتم إنتاج كمية كبيرة من الإنتروبيا في ملف التسخين لمحطة الطاقة. كما أنها تحدث أيضًا في لهب موقد الوقود وعلى الأسطح الاحتكاكية لنظام فرامل الأقراص. المكان الآخر الذي تتكون فيه كمية كبيرة من الدهون هو عضلات الرياضي الذي يكون في حركة مستمرة. ويحدث الشيء نفسه في الدماغ. عندما نفكر، يتم إنتاج كمية كبيرة من الإنتروبيا.
درجة الحرارة والطبيعة
نحن نعلم عمليًا أن الإنتاج يحدث في كل حالة في الطبيعة. في أي موقف يوجد فيه تغيير ، هناك إنتروبيا متضمنة. أكثر ما يثير الدهشة هو أنه يحدث عمليا في جميع العمليات التي تحدث في الحياة ، سواء بكميات صغيرة أو كبيرة. لا توجد حاليًا آلية معروفة يمكن بواسطتها ، بمجرد إنتاج كمية معينة من الإنتروبيا، لا يمكن تدميرها. المبلغ الإجمالي الموجود لا يمكن إلا أن يزيد ولا ينقص أبدًا.
أية عملية تولد الإنتروبيا لا يمكنها إرجاع تلك الطاقة لأنها نظام غير قابل للعكس. وهذا لا يعني أن الجسم لا يستطيع العودة إلى حالته الأولية، بل يعني فقط أن هذه الكمية من الحرارة تخرج من الجسم. العبارة التي تقول أنها تزيد ولا تنقص هذا هو ما ورد في القانون الثاني للديناميكا الحرارية. إذا لم يكن هناك مكان لإيداع الإنتروبيا ، فلا يمكن للجسم أن يعود إلى حالته الأولية.
كما ترى، فهي ميزة يصعب وصفها إلى حد كبير ولكنها مفيدة جدًا في الحياة اليومية. آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من تعلم المزيد حول هذا الموضوع.