Энтропия

ПЛАВЛЕНИЕ И ЗАСТЫВАНИЕ

При передаче теплоты от горячего тела к холодному происходит увеличение неупорядоченности. Все в природе стремится стать менее организованным. Чтобы повысить упорядоченность строения вещества, надо затратить энергию — выполнить работу. Лед, который перенесен с холодильника в теплую комнату, начинает таять. При переходе из твердого состояния в жидкое, упорядоченность строения вещества уменьшается. И наоборот, для замораживания воды в холодильнике надо затратить электро энергию, чтобы убрать тепло и снизить температуру воды до значения, меньшего 0 °С. Вода сама по себе в теплой комнате не замерзнет, потому что это изменение агрегатного состояния привело бы к уменьшению неупорядоченности.

ЭНТРОПИЯ

Частицы вещества имеют наивысшую степень упорядоченности при температуре -273,15 °С. Это температура абсолютного нуля, или нуля по шкале абсолютных температур Кельвина. В этих условиях энергия движения частиц стремится к минимуму.

Ученые определили величину для измерения степени неупорядоченности строения вещества и назвали ее энтропией. Считается, что энтропия равна нулю при абсолютном нуле и возрастает в разных степенях для каждого вещества при повышении температуры. При одинаковой температуре тяжелые молекулы имеют меньшую энтропию, чем легкие, так как в них сложнее и упорядоченей структура. Значительный рост энтропии происходит при плавлении вещества, т.е. при переходе из твердого состояния в жидкое, и при испарении — перехода вещества из жидкого в газообразное состояние.

ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТРОПИИ

Второй принцип термодинамики утверждает, что любое преобразование энергии сопровождается увеличением энтропии. Большинство видов топлива, а также питательные вещества состоят из сложных молекул. Они реагируют с кислородом, выделяя энергию и превращаясь в простые молекулы, такие как вода и углекислый газ. Распадение крупных молекул на меньшие по размеру увеличивает энтропию. Выделение тепла также увеличивает энтропию.

Машины и живые существа в процессе преобразования энергии из одного вида в другой часть энергии теряют, выделяя тепло. Эта тепло переходит в окружающую среду, увеличивая энтропию. Со временем энтропия, содержащейся во Вселенной, растет. Возможно, происходящие во Вселенной, прекратятся, когда вся энергия равномерно распределится в пространстве.

Состояние комнаты этого мальчика показывает, что ее энтропия увеличилась, потому что он разбросал игрушки. Даже если бы кто-то убрал комнату снова, он все равно будет увеличивать энтропию за счет выделения бесполезной теплоты и распада в его организме сложных органических молекул, содержащихся в крови, на простые молекулы воды и углекислого газа.
Состояние комнаты этого мальчика показывает, что ее энтропия увеличилась, потому что он разбросал игрушки. Даже если бы кто-то убрал комнату снова, он все равно будет увеличивать энтропию за счет выделения бесполезной теплоты и распада в его организме сложных органических молекул, содержащихся в крови, на простые молекулы воды и углекислого газа.
Есть предположение, что в конце существования Вселенной вся энергия преобразуется в тепло, равномерно распределенное по всему пространству. Когда везде будет одинаковая температура, тепло перестанет перемещаться и не будет осуществляться работа - ничего не будет происходить. Энтропия достигнет максимума, Вселенная не будет меняться и погибнет.
Есть предположение, что в конце существования Вселенной вся энергия преобразуется в тепло, равномерно распределенное по всему пространству. Когда везде будет одинаковая температура, тепло перестанет перемещаться и не будет осуществляться работа — ничего не будет происходить. Энтропия достигнет максимума, Вселенная не будет меняться и погибнет.
Ссылка на основную публикацию