Що таке ентропія

Питання: Що таке Ентропія? Де зустрічається? Існуючі формули?

Відповідь: Від грецького entropia - поворот, перетворення. Поняття ентропії вперше було введено в термодинаміки для визначення міри незворотного розсіювання енергії. Ентропія широко застосовується і в інших областях науки: в статистичній фізиці як міра ймовірності здійснення будь - якого макроскопічного стану; в теорії інформації - міра невизначеності будь-якого досвіду (випробування), який може мати різні наслідки. Всі ці трактування ентропії мають глибоку внутрішню зв'язок.

Ентропія - це функція стану, тобто будь-якого стану можна зіставити цілком певне (з точність до константи - ця невизначеність забирається за домовленістю, що при абсолютному нулі ентропія теж дорівнює нулю) значення ентропії.

Для оборотних (рівноважних) процесів виконується наступне математичне рівність (наслідок так званого рівності Клаузіуса)

де - підведена теплота, - температура, і - стану, і - ентропія, що відповідає цим станам (тут розглядається процес переходу зі стану в стан).

Для необоротних процесів виконується нерівність, що випливає з так званого нерівності Клаузіуса

де - підведена теплота, - температура, і - стану, і - ентропія, що відповідає цим станам.

Тому ентропія адіабатично ізольованої (немає підведення або відведення тепла) системи при незворотних процесах може тільки зростати.

Використовуючи поняття ентропії Клаузіус (1876) дав найбільш загальне формулювання 2-го початку термодинаміки: при реальних (необоротних) адіабатичних процесах ентропія зростає, досягаючи максимального значення в стані рівноваги (2-е початок термодинаміки не є абсолютним, воно порушується при флуктуаціях).

Підводимо підсумок: Що б ми не робили - ентропія збільшується, отже будь-якими своїми діями ми збільшуємо хаос, і, отже, наближаємо "кінець світу". Ймовірно, можна точно підрахувати, коли він, тобто "кінець світу", настане, але я думаю, що найближчі кілька мільярдів років можна про це не турбуватися.

Рекомендована література: Будь-який підручник з термодинаміки, наприклад: Кубо Р. Термодинаміка, пер з англ. М. 1970; Румер Ю.Б. Ривкін М.Ш. Термодинаміка, статистична фізика і кінетика.

Схожі статті