Entropija - kaj je to, opredelitev in koncept

Kazalo:

Anonim

Entropija je v fiziki velikost, ki meri razmerje med toplotno energijo in temperaturo, to je koliko koristne energije je v sistemu za izvajanje dela.

Entropija izvira iz študij termodinamike, da bi razložila, zakaj se nekateri pojavi, ki spoštujejo ohranjanje energije, v resnici ne uresničijo.

Za preprosto razlago si predstavljajmo sobo, ki je razdeljena na dva dela, ločena s steno. Zdaj predpostavimo, da ena od obeh predelnih sten prostora vsebuje stisnjen plin. Če bi se torej zid zrušil, bi se plin razširil po sobi.

Entropija v termodinamiki

Takrat je Rudolf Clausius postavil drugi zakon termodinamike: "Nemogoče je, da avtonomni stroj brez pomoči zunanjega sredstva prenaša toploto iz enega telesa v toplejše."

To pomeni, da nadaljujemo s prejšnjim primerom, da lahko vidimo, kako se plin širi po sobi, vendar ne moremo videti, da se spontano stisne samo na eno stran.

Po Clausiusovem pristopu je Ludwig Boltzmann leta 1877 našel način, kako ta koncept izraziti matematično, in razvil naslednjo formulo:

Entropija v sodobni definiciji

Entropijo v sodobnejši definiciji lahko razumemo kot število enakovrednih mikrodržav za isto makrodržavo sistema. To pomeni, na koliko možnih načinov lahko postavimo elemente, da lahko opazovalec makroskopsko izmeri isto.

Če pogledamo drugače, entropija meri verjetnost iskanja stanja zaradi množice kombinacij, ki dajejo enak rezultat.

Z drugimi besedami, stanje z veliko entropijo je stanje z veliko verjetnostjo pojava. Na primer, za dve naključno vrženi kocki je vsota 7 višje stanje entropije kot vsota 12.

Kako pa je ta verjetnostni sistem povezan z zakonom termodinamike, ki smo ga navedli na začetku? Če povzamemo, da je opaženo stanje največje entropije.

Če se vrnemo k primeru plina, je verjetnost, da se njegovi delci držijo ene strani prostora, tako neskončno majhna, da ga opazovalec nikoli ne bo videl.

Entropija in ekonomičnost

Pojem entropija se lahko uporablja kot sopomenka motnje, h kateri se nagiba gospodarski sistem, kadar niso vzpostavljeni potrebni predpisi. To pomeni, da bi brez posega države gospodarski sistem po mnenju nekaterih avtorjev ponavadi kaosil, kar bi vodilo do kriz, kakršne smo opazili v veliki recesiji.

Nekateri analitiki pravijo, da je zaradi te težnje k entropiji v krizah, kakršna je bila leta 2008, tudi ekspanzivna monetarna politika potrebna s strani Zvezne rezerve. V nasprotnem primeru se domneva, da bi bilo ameriško gospodarstvo bolj prizadeto.