X
تبلیغات
فیزیک - اصل پایستگی انرژی و انتروپی

فیزیک

اصل پایستگی انرژی و انتروپی

می دانیم که در یک سیستم بسته ,  انتروپی در حال تزاید است . اما انتروپی به چه معنی است؟ این کلمه از "تروپی"یا کلمه "تروپوس"که یونانی است , آمده و به معنی "مقدار تحول"است.این مفهوم از آنجا آغاز شد که قانون اول ترمودینامیک به نام اصل پایستگی انرژی مطرح شد. در این اصل این پایستگی یک طرفه است: می توان هر انرژی کاری را به حرارت تبدیل کرد اما نمی توان تمام گرما را به کار تبدیل کرد .از طرفی می بینیم که تمام منابع انرژی در حال پایان است و می دانیم که طبق این اصل پایستگی انرژی , نباید این طور باشد. اما چرا ؟ پس اصل پایستگی انرژی این وسط چه کاره است ؟

در واقع تحولات هستند که باعث این کار می شوند یعنی در هر تحولی بایستی چیزی را از دست داد .در اینجا نیز  تحولی رخ می دهد و طی آن ما منابع انرژی را تبدیل به کار می کنیم یعنی انرژی را به شکلی در می آوریم که برایمان کار انجام دهد یعنی انرژی را بی نظم می کنیم  زیرا همان طور که می دانیم کارایی در نظام نهفته است.منابع انرژی در حالت خام آنها ,  دارای نظام هستند یعنی کارایی دارند وقتی نظم آنها را از آنها می گیریم یعنی انرژی را به گرما که بی نظمترین حالت ممکن است و کار تبدیل می کنیم و این فرایندی برگشت ناپذیر است . در اینجاست که مفهوم انتروپی به میان می آیدو این که چرا به جای انرژی به مفهوم انتروپی نیاز داریم . وقتی دو سیستم که در کل ایزوله هستند در حال برهم کنش می باشند , افزایش انتروپی در یکی سبب کاهش انتروپی در دیگری می شود به طوری که انتروپی در کل افزایش می یابد . یعنی می توان گفت "انتروپی یک سیستم بسته در حال تزاید است " . انتروپی را می توانیم به مفهوم نظم از طریق رابطه زیر ,مربوط کنیم:

      S=K Ln

 

که در آن همان تعداد حالات سیستم مورد نظر است و S  انتروپی آن است . وقتی انتروپی افزایش می یابد به تبع آن تعداد حالت های سیستم هم افزایش می یابد و افزایش تعداد حالات , بی نظمی را افزایش می دهد . پس می توانیم بگوییم : افزایش انتروپی یعنی افزایش بی نظمی و کاهش انتروپی یعنی افزایش نظم . از اینجا به راحتی می توان فهمید که یک سیستم بسته , تمایل دارد به حالتی برود که در آن بی نظمی افزایش یابد یعنی افزایش انتروپی .یعنی محتمل ترین حالت یک سیستم ,  حالتی است که در آن انتروپی بیشینه شود. حال دوباره بر می گردیم به بحث انرژی که در ابتدا مطرح شد. اگر کل جهان را یک سیستم بسته در نظر بگیریم , در آن انتروپی رو به افزایش است یعنی جهان به سوی افزایش بی نظمی می رود و این یعنی کل جهان به سوی حالتی تحول می یابد که در آن انتروپی بیشینه مقدار خود را داشته باشد .

+ نوشته شده در  یکشنبه 1384/11/09ساعت 9:26  توسط م.ا.ارمیا  |