Entropie

Entropie Materie

In die vorige bespreking het ons verskeie spesifieke stellings van die tweede wet van termodinamika bestudeer. Daar moet kennis geneem word dat hierdie spesifieke stellings slegs sekere onomkeerbare prosesse kan verduidelik. Die Clausius-stelling verduidelik slegs hitte-oordrag en die verband daarvan met die werkbeginsel van 'n yskas. Die Kelvin- en Planck-stellings het betrekking op die werkbeginsel van 'n yskas. hitte-enjinHierdie twee stellings het in wese betrekking op hitte-oordrag. Daar is baie ander onomkeerbare prosesse wat nie met behulp van hierdie twee stellings verduidelik kan word nie.

Die spesifieke stelling van die tweede wet van termodinamika kan nie alle onomkeerbare prosesse verduidelik nie, daarom benodig ons 'n meer algemene stelling. Daar word verwag dat hierdie algemene stelling alle onomkeerbare prosesse wat in die heelal plaasvind, sal verduidelik. Die algemene stelling van die tweede wet van termodinamika is eers in die middel van die negentiende eeu geformuleer, deur 'n hoeveelheid genaamd entropie (S). Entropie kan beskou word as 'n maatstaf van wanorde. Die hoeveelheid entropie is die eerste keer deur Clausius bekendgestel en afgelei van die Carnot-siklus (’n perfekte hitte-enjin). Volgens Clausius word die grootte van die verandering in entropie wat deur 'n stelsel ervaar word, wanneer die stelsel addisionele hitte (Q) by 'n konstante temperatuur ontvang, uitgedruk deur die vergelyking:

Entropie is 'n hoeveelheid wat die mikroskopiese toestand van 'n stelsel beskryf en kan dus nie direk gemeet word nie. Ons ondersoek slegs die verandering in entropie. Soortgelyk aan die verandering in energie in 'n stelsel. eerste wet van termodinamika.

Voorbeeldvraag 1:

'n Hoeveelheid gas in 'n houer ondergaan adiabatiese uitbreiding. Wat is die verandering in entropie van die gas?

Bespreking

Tydens 'n adiabatiese proses is daar geen kalorie wat die stelsel binnegaan of verlaat (gas). Omdat Q = 0 dan ΔS = 0. Die entropie van die stelsel verander nie, oftewel konstant. Wat van adiabatiese kompressie? Dis basies dieselfde. Tydens adiabatiese kompressie gaan geen hitte die stelsel binne of verlaat dit nie (Q = 0). Daarom is die entropie van die stelsel konstant.

Voorbeeldvraag 2:

'n Carnot-enjin ontvang 2000 J hitte teen 500 K, doen werk en verwerp 'n sekere hoeveelheid hitte teen 350 K. Bepaal die hoeveelheid hitte wat verwerp word en die totale entropieverandering in die enjin gedurende een siklus.

Bespreking

As die stelsel hitte ontvang, is Q positief, as die stelsel hitte vrystel, is Q negatief. Die stelsel vir hierdie geval is 'n Carnot-enjin.

Gedurende een siklus ondergaan 'n Carnot-enjin twee omkeerbare isotermiese prosesse (isotermiese uitbreiding + isotermiese kompressie) en twee omkeerbare adiabatiese prosesse (adiabatiese uitbreiding en adiabatiese kompressie). Gedurende die adiabatiese uitbreiding- en kompressieprosesse gaan geen hitte die stelsel binne of verlaat dit nie (Q = 0). Aangesien Q = 0, is die verandering in entropie tydens die adiabatiese proses = 0.

Tydens isotermiese uitbreiding absorbeer die enjin 2000 J hitte (Q) teen 'n temperatuur (T) van 500 K. Omdat die enjin hitte absorbeer, is Q positief. Die verandering in entropie van die enjin tydens isotermiese uitbreiding is:

Tydens isotermiese kompressie verwerp die enjin 1400 J hitte (Q) teen 'n temperatuur (T) van 350 K. Omdat die enjin hitte verwerp, het Q 'n negatiewe teken. Die verandering in entropie van die enjin tydens isotermiese kompressie is:

Totale entropieverandering = 4 J/K - 4 J/K = 0

Voorbeeldvraag 3:

'n Hitte-enjin ontvang 600 Joule hitte (Q) teen 'n temperatuur van 300 ^oC, werk verrig en 'n sekere hoeveelheid hitte vrystel by 'n temperatuur van 100 ^oC. Bepaal die hoeveelheid hitte wat verwerp word en die totale entropieverandering in die enjin gedurende een siklus…

Bespreking

T_H = 300 K

Q_H = 600 J

T_L = 100 K

Q_L =?

Gedurende een siklus ondergaan 'n Carnot-enjin twee omkeerbare isotermiese prosesse (isotermiese uitbreiding + isotermiese kompressie) en twee omkeerbare adiabatiese prosesse (adiabatiese uitbreiding en adiabatiese kompressie). Gedurende die adiabatiese uitbreiding- en kompressieprosesse gaan geen hitte die stelsel binne of verlaat dit nie (Q = 0). Aangesien Q = 0, is die verandering in entropie tydens die adiabatiese proses = 0.

Tydens isotermiese uitbreiding absorbeer die enjin 600 J hitte (Q) teen 'n temperatuur (T) van 300 K. Omdat die enjin hitte absorbeer, is Q positief. Die verandering in entropie van die enjin tydens isotermiese uitbreiding is:

Tydens isotermiese kompressie verwerp die enjin 200 J hitte (Q) teen 'n temperatuur (T) van 100 K. Omdat die enjin hitte verwerp, het Q 'n negatiewe teken. Die verandering in entropie van die enjin tydens isotermiese kompressie is:

Totale entropieverandering = 2 J/K - 2 J/K = 0

Uit voorbeeldvraag nommer 2 en voorbeeldvraag nommer 3 blyk dit dat die totale entropieverandering vir 'n omkeerbare proses = 0 is. Met ander woorde, in 'n omkeerbare proses is die totale entropie altyd konstant.

Voorbeeldvraag 4:

'n 2 kg ysblokkie het 'n temperatuur van 0 ^oC. Die ysblokkies word in 'n houer geplaas en in die son gedroog. Omdat hulle addisionele hitte van die lug en die son ontvang, smelt die ys. Bepaal die verandering in entropie van die ys. (Die smeltwarmte van water = 3,34 x 10⁵ J/Kg)

Bespreking

Massa van ys = 2 kg

Ystemperatuur = 0 ^oC + 273 = 273 K

Smeltwarmte van water = 3,34 x 10⁻⁶ J/Kg

Die hitte benodig om 2 kg ys in water te smelt:

Q = ml

Q = (2 kg)(3,34 x 10⁵ J/Kg)

Q = 6,68 x 10⁵ J

Q = 668 x 10³ J

Gedurende die smeltproses (ys na water) is die temperatuur konstant. Omdat die temperatuur konstant is, word die verandering in entropie van die ys bereken.

Voorbeeldvraag 5:

'n Glas water teen 'n temperatuur van 26 ^oC gemeng met 'n glas water teen 'n temperatuur van 22 ^oC. As die massa water in die glas = 2 kg is, bepaal die verandering in entropie van die water. Neem aan dat warm water en koue water in 'n geslote, goed geïsoleerde houer gemeng word. Hitte-oordrag is 'n onomkeerbare proses.

Bespreking

Spesifieke warmte van water (c) = 4180 J/Kg C^o

Massa water = 2 kg (dieselfde massa water).

Omdat die massa water dieselfde is, is die finale temperatuur van die mengsel = 24 ^oC (26 ^oC+22 ^oC / 2 = 48 ^oC / 2 = 24 ^oC).

Die hoeveelheid hitte wat deur warm water vrygestel word wanneer die temperatuur daarvan van 26 daal ^oC - 24 ^oC:

Q = mc ΔT = (2 kg)(4180 J/kg C^o) (26 ^oC - 24 ^oC) = (2 kg)(4180 J/kg C^o) (2 ^oC) = 16720 J

Die hoeveelheid hitte wat deur koue water geabsorbeer word wanneer die temperatuur daarvan van 22 °C – 24 °C styg:

Q = mc ΔT = (2 kg)(4180 J/kg C^o) (24 ^oC - 22 ^oC) = (2 kg)(4180 J/kg C^o) (2 ^oC) = 16720 J

Totale entropieverandering = Verandering in entropie van warm water + verandering in entropie van koue water

Gemiddelde temperatuur van warm water = (26 ^oC+24 ^oC) / 2 = 50 ^oC / 2 = 25 ^oC ‐‐‐‐ 25 + 273 = 298 K

Gemiddelde temperatuur van koue water = (22 ^oC+24 ^oC) / 2 = 46 ^oC / 2 = 23 ^oC ‐‐‐‐ 23 + 273 = 296 K

Warm water stel hitte vry, dus is Q negatief. Omgekeerd absorbeer koue water hitte, dus is Q positief. Onthou die Q-tekenkonvensie (eerste wet van termodinamika).

ΔS Totaal = ΔS warm water + ΔS koue water

Δ S Totaal = ‐ 56,107 J/K + 56,486 J/K

ΔS Totaal = 0,379 J/K

Die totale entropie neem toe met 0,379 J/K

Alhoewel die entropie van sommige dele van die stelsel afneem (-56,107 J/K), neem die entropie van sommige dele van die stelsel met 'n groter hoeveelheid toe (+ 56,486 J/K) sodat die totale entropie altyd toeneem (+ 0,379 J/K).

Die toename in totale entropie in 'n onomkeerbare proses is nie net van toepassing op die hitte-oordrag tussen die warm en koue watermengsel wat ons hierbo geanaliseer het nie, maar geld ook vir alle gevalle wat deur wetenskaplikes bestudeer is. Totale entropie bly altyd konstant as die proses omkeerbaar is. As die proses onomkeerbaar is, neem totale entropie altyd toe.

In wese is alle natuurlike prosesse in ons daaglikse lewens onomkeerbaar, dus neem totale entropie onvermydelik toe. Hierdie feit word in die volgende reël opgesom:

In 'n onomkeerbare proses neem die totale entropie van die stelsel en die omgewing altyd toe.

Hierdie kursiefgedrukte sin is 'n algemene stelling van die tweede wet van termodinamika. Die tweede wet van termodinamika verskil ietwat van ander wette van fisika. Gewoonlik word fisiese wette uitgedruk as vergelykings (bv. Newton se wette) of as behoudswette (bv. die wet van energiebehoud).

Entropie is 'n maatstaf van wanorde

Entropie kan as 'n maatstaf van wanorde beskou word. In verhouding tot die algemene stelling van die tweede wet van termodinamika, is wanorde geneig om toe te neem in onomkeerbare prosesse. Met ander woorde, elke onomkeerbare proses lei in wese tot 'n toestand van wanorde. Die betekenis van wanorde hier mag onduidelik wees, daarom sal dit verduidelik word met behulp van voorbeelde van onomkeerbare prosesse wat in die alledaagse lewe voorkom.

Dit is belangrik om daarop te let dat die konsep van entropie oorspronklik slegs geassosieer is met onomkeerbare prosesse wat veranderinge in energievorm en energie-oordrag behels. Nadat dit van sy stam vrygestel is en vrylik geval het totdat dit die grond tref, gly 'n mango nooit opwaarts nie. 'n Boek wat ons stoot en dan stop, beweeg nooit terug na ons toe nie. Hier is 'n paar voorbeelde van onomkeerbare prosesse wat verband hou met veranderinge in energievorm en die oordrag van energie van een voorwerp na 'n ander. Hierdie prosesse vind slegs in een rigting plaas, maar nooit in die teenoorgestelde rigting nie. 'n Mango gly nooit vanself opwaarts nie, want interne energie omskep in kinetiese energieDie boek gly nooit na ons toe nie, want die hitte wat deur wrywing opgewek word, word in kinetiese energie omgeskakel.

Onomkeerbare prosesse wat in die heelal plaasvind, hou nie net verband met veranderinge in energievorme en energie-oordrag nie. Nadat ons gebore is, groei ons tot babas, kinders, tieners, volwassenes, dan word ons oud en vergaan en sterf uiteindelik 😉 Het jy al ooit 'n ou persoon in 'n baba sien verander? Nooit… Die selfoon wat ons gebruik, word mettertyd dof en beskadig… 'n Nuwe motor wat aanvanklik glad en kragtig was, word minder glad en swak nadat jy dit vir 'n paar jaar gebruik het. Het jy al ooit gesien hoe 'n ou motor skielik weer nuut word? Of jou gunsteling selfoon word elke dag gladder en beter? Nooit… Nadat dit gebruik is, word die selfoon dof en beskadig. Motors is dieselfde… Hier is 'n paar voorbeelde van onomkeerbare prosesse wat niks te doen het met veranderinge in energievorme en energie-oordrag nie…. Nou, nadat ons besef het dat alle natuurlike prosesse wat in die heelal plaasvind, onomkeerbaar is, word die konsep van entropie breër. Die bespreking dek nie net termodinamiese prosesse nie, maar sluit ook baie ander onomkeerbare prosesse in die heelal in.

Kom ons bespreek nou 'n paar onomkeerbare prosesse wat in die alledaagse lewe plaasvind. Kom ons kyk eers na 'n eenvoudige onomkeerbare proses. Hierdie is slegs 'n inleiding, sodat jy die konsep van entropie en die verband daarvan met onomkeerbare prosesse verstaan.

Byvoorbeeld, gestel jy het 'n aantal rooi en blou albasters. Die albasters word in 'n houer geplaas. Die blou albasters is netjies onderaan gerangskik, terwyl die rooi albasters netjies boaan gerangskik is (linker prentjie). Die rangskikking van jou albasters in die houer lyk baie ordelik... Die onderkant is heeltemal blou, die bokant is heeltemal rooi.

Volgende skud of skud jy die houer op en af. Omdat die houer op en af ​​beweeg word, verander die rangskikking van die albasters wat aanvanklik baie gereeld was, weer onreëlmatig (regter prentjie). Die rooi en blou albasters word saam gemeng 😉 Hoe meer jy dit skud, hoe meer onreëlmatig word die rangskikking van die albasters... Is dit moontlik dat die rangskikking van die albasters, nadat dit geskud is, soos voorheen word? Dis onmoontlik... Bewys dit asseblief as jy dit nie glo nie. Dis onmoontlik vir die albasters om soos voorheen gereeld te word... Dit is 'n voorbeeld van 'n onomkeerbare proses. Nadat 'n onomkeerbare proses ervaar is, verander die rangskikking van die albasters wat aanvanklik baie gereeld was, om onreëlmatig te word. Reëlmaat het in onreëlmatigheid verander...

Dieselfde gebeur in ander onomkeerbare prosesse. Wanneer ons aan 'n warm voorwerp en 'n koue voorwerp raak, sal hitte outomaties van die warm voorwerp na die koue voorwerp vloei... Hitte hou op vloei nadat die twee voorwerpe in kontak dieselfde temperatuur bereik. Hierdie proses is onomkeerbaar... Wel, aanvanklik het ons twee rangskikkings van molekules, naamlik molekules wat 'n groot gemiddelde kinetiese energie het (die molekules waaruit die warm voorwerp bestaan) en molekules wat 'n klein gemiddelde kinetiese energie het (die molekules waaruit die koue voorwerp bestaan). Nadat die warm voorwerp en die koue voorwerp dieselfde temperatuur bereik (die molekules het dieselfde gemiddelde kinetiese energie), kan ons nie meer die twee rangskikkings van molekules onderskei nie. Die rangskikking van molekules wat aanvanklik gereeld was, verander na onreëlmatig. Soortgelyk aan die rangskikking van albasters hierbo... Nadat die twee voorwerpe dieselfde temperatuur bereik, verander die gereelde rangskikking van molekules na onreëlmatig (die onreëlmatigheid neem toe as gevolg van die onomkeerbare oordrag van hitte).

Verder kan die vloei van hitte van 'n warm voorwerp na 'n koue voorwerp beskou word as die vloei van hitte van 'n hoëtemperatuurgebied na 'n laetemperatuurgebied in 'n hitte-enjin. Die vloei van hitte van 'n hoëtemperatuurgebied na 'n laetemperatuurgebied laat 'n hitte-enjin toe om werk te verrig. 'n Hitte-enjin kan nie werk verrig sonder hittevloei nie. Dus kan ons 'n verband vestig tussen die grootte van die wanorde en die vermoë om werk te verrig. Nadat dieselfde temperatuur bereik is, is daar geen hittevloei meer van die warm voorwerp na die koue voorwerp nie (die wanorde neem toe). Aangesien die afwesigheid van hittevloei 'n hitte-enjin verhoed om werk te verrig, kan ons sê dat 'n stelsel wat nie werk kan verrig nie, hoë wanorde het, terwyl 'n stelsel wat werk kan verrig, lae wanorde het...

Uit hierdie resultate kan ons gevolgtrekkings maak oor die verband tussen vorme van energie en die mate van wanorde. Basies, die vorm van energie wat gebruik kan word om werk te verrig, is potensiële energie. Die gravitasie-potensiële energie van water kan gebruik word om 'n turbine te beweeg. Die chemiese potensiële energie in olie kan gebruik word om 'n voertuig te beweeg. Die chemiese potensiële energie in ons liggame kan gebruik word om werk te verrig, te reis, te studeer... Die gravitasie-potensiële energie van 'n mango kan gebruik word om 'n lek in die dak van 'n huis te herstel 😉 Omdat nuttige vorme van energie gebruik kan word om werk te verrig, kan ons sê dat nuttige vorme van energie meer ordelik is, terwyl nuttelose vorme van energie meer wanordelik is. Die vorme van nuttelose energie is interne energie en hitte... Nadat die mango die grond getref het, gly dit nooit weer opwaarts nie, want die interne energie word omgeskakel in kinetiese energie...

Nadat ons die boek gestoot het, beweeg die boek. Die teenwoordigheid van wrywing veroorsaak dat die boek ophou beweeg… In hierdie geval het die kinetiese energie van die boek in hitte verander (hitte ontstaan ​​as gevolg van wrywing). In werklikheid gly die boek wat steeds is, nie terug na ons toe nie, want die hitte het in kinetiese energie verander… Hierdie twee voorbeelde toon dat hitte twee nuttelose vorme van energie is. Nuttelose vorme van energie kan nie gebruik word om werk te verrig nie. Dus kan ons sê dat hitte en interne energie hoë onreëlmatigheid het…

Basies, die proses om die vorm van energie te verander, van 'n nuttige vorm van energie na 'n nuttelose vorm van energie, verhoog altyd wanorde... In slengtaal neem entropie altyd toe tydens die proses om die vorm van energie te verander... Omdat entropie altyd met verloop van tyd toeneem, sal alle nuttige vorme van energie in nuttelose vorme verander. Energie sal altyd behoue ​​bly in die proses om die vorm van energie te verander, maar die vorm van energie wat ordelik is en gebruik kan word om werk te verrig, verander in 'n onreëlmatige vorm en kan nie gebruik word om werk te verrig nie...

Entropie en statistieke

Voorheen het ons bespreek dat entropie 'n maatstaf van wanorde is. Elke onomkeerbare proses lei in wese tot 'n toestand van hoë wanorde. Hierdie idee mag abstrak en onduidelik lyk. Om die konsep van entropie beter te verstaan, kan ons 'n statistiese benadering gebruik. Die begrip van die konsep van entropie met behulp van 'n statistiese benadering is die eerste keer deur Ludwig Boltzmann (1844–1906) gebruik.

Aan die begin van hierdie artikel is verduidelik dat entropie 'n hoeveelheid is wat die mikroskopiese toestand van 'n stelsel beskryf. Hoeveelhede wat makroskopiese toestande beskryf, kan direk bekend wees, maar hoeveelhede wat mikroskopiese toestande beskryf, kan nie. Om die mikroskopiese toestand te verstaan, kan ons die verband tussen makroskopiese en mikroskopiese toestande ondersoek.

Het jy 'n honderd rupia-muntstuk? 'n Honderd rupia-muntstuk het twee kante: een kant beeld 'n Garuda-voël uit en die ander kant beeld die woord 100 rupia uit. So, byvoorbeeld, as jy vierhonderd rupia-muntstukke het ... as jy al vierhonderd rupia-muntstukke op die vloer gooi, sal daar vyf verskillende uitkomste in een gooi wees:

Eerstens verskyn al die beelde van die Garuda-voël (4 beelde);

Tweedens verskyn 3 prente van die Garuda-voël, 1 skrif van honderd rupia (3 prente, 1 skrif);

Derdens verskyn 2 beelde van die Garuda-voël, 2 woorde honderd rupia (2 beelde, 2 woorde);

Vierdens, 1 beeld van 'n Garuda-voël verskyn, 3 woorde honderd rupia verskyn (1 beeld, 3 woorde);

Vyfdens, die woorde honderd rupia verskyn (4 woorde)…

Ons noem hierdie vyf moontlike beelde of geskrifte makroskopiese toestande (makro = groot). Omgekeerd, as ons die vier muntstukke as beelde of geskrifte voorstel, stel ons mikroskopiese toestande voor (mikro = klein).

In een gooi is daar 16 moontlike mikroskopiese toestande (Elke muntstuk het twee kanse. Vier muntstukke het 16 kanse = 2 x 2 x 2 x 2 = 2 4 = 16). Die grootste waarskynlikheid is dat 2 prente en 2 skrifte verskyn (Daar is 6 moontlike mikroskopiese toestande uit 'n totaal van 16 mikroskopiese toestande - 6/16 x 100% = 37,5%). Aan die ander kant is die kleinste waarskynlikheid dat 4 prente of 4 skrifte verskyn (Elk het 1 moontlike mikroskopiese toestand - 1/16 x 100% = 6,25%). Wat ons hier bespreek, is slegs die kans of waarskynlikheid... As ons muntstukke 16 keer gooi, is dit nie seker dat 2 prente en 2 skrifte 6 keer sal verskyn nie. Maar as ons muntstukke duisende kere gooi, kan die waarskynlikheid dat 2 prente en 2 skrifte verskyn, 37,5% benader.

Dis beter om dit te bewys... Gooi asseblief vierhonderd rupiah-muntstukke 100 keer op (1000 keer as jy kan 😉). Teken die data wat in een gooi verkry is aan... Nadat jy die muntstukke 100 keer opgegooi het, sal jy vind dat 2 beelde en 2 geskrifte die meeste voorkom. Hoe meer opgooie, hoe meer waarskynlikheid dit is om 2 beelde en 2 geskrifte te kry, nader aan 37,5% van die totale aantal opgooie.

Voorheen het ons slegs na 4 muntstukke gekyk. As ons die aantal muntstukke vermeerder, neem die aantal mikroskopiese toestande toe. Byvoorbeeld, ons het 100 muntstukke... In een opgooi is daar 2 100 = 1,27 x 10³¹ moontlike mikroskopiese toestande... Die grootste waarskynlikheid is dat 50 prente en 50 geskrifte sal verskyn (Daar is 1,01 x 10³¹ moontlike mikroskopiese toestande uit 'n totaal van 1,27 x 10³¹ mikroskopiese toestande). Omgekeerd is die kleinste waarskynlikheid dat 100 prente of 100 geskrifte sal verskyn (Elk het slegs 1 moontlike mikroskopiese toestand uit 'n totaal van 1,27 x 10³¹ mikroskopiese toestande). Baie klein en amper onmoontlik... As ons 1000 muntstukke het, is die waarskynlikheid dat 1000 prente of 1000 geskrifte sal verskyn natuurlik selfs kleiner en toenemend onmoontlik.

Om dit met die konsep van entropie te verbind, kan ons aanvaar dat al die beelde of al die teks in 'n ordelike rangskikking is, terwyl die helfte van die beelde en die helfte van die teks in 'n onreëlmatige rangskikking is. Hoe groter die aantal muntstukke, hoe kleiner word die waarskynlikheid of kans om 'n ordelike rangskikking (al die beelde of al die teks) te kry, en dit word byna onmoontlik. Omgekeerd het 'n onreëlmatige rangskikking (die helfte van die beelde en die helfte van die teks) 'n baie groter waarskynlikheid of kans. Uit hierdie resultaat blyk dit dat onreëlmatigheid nou verwant is aan waarskynlikheid. Die mees waarskynlike toestand is 'n onreëlmatige toestand, terwyl die mees onwaarskynlike toestand 'n ordelike toestand is.

Die algemene stelling van die tweede wet van termodinamika, wat ons vroeër bespreek het, bepaal dat entropie, of wanorde, altyd toeneem in elke onomkeerbare proses. Hierdie stelling van die tweede wet van termodinamika kan verstaan ​​word as 'n waarskynlikheidstelling. Dit beteken dat elke proses wat in die heelal plaasvind, die een met die grootste waarskynlikheid of geleentheid is. Die tweede wet van termodinamika verbied nie 'n afname in entropie in elke onomkeerbare proses nie, maar die waarskynlikheid is baie klein, amper onmoontlik. Omgekeerd het 'n toename in entropie 'n baie groter waarskynlikheid. Die aantal pennies wat ons vroeër ondersoek het, was slegs 100 ... in werklikheid is daar 6,02 x 10²³ molekules… hierdie is 'n baie groot getal. Die moontlike mikroskopiese toestande van hierdie getal is natuurlik baie groot, so enige orde het 'n baie klein, amper onmoontlike, kans…

As ons 'n glas op die vloer laat val, kan die glasskerwe wat op die vloer versprei is, weer saamdrom en 'n hele glas vorm soos voorheen. Maar die kans dat dit gebeur, is so klein dat dit onmoontlik is ... wanneer die glas nog ongeskonde is, is die posisie van die molekules meer ordelik. Wanneer die glas val totdat dit breek sodat die glasskerwe op die grond versprei is, raak die posisie van die molekules wanordelik. Die kans om terug te keer na 'n ordelike posisie is so klein dat dit onmoontlik is om te verwag dat die glasmolekules weer sal saamdrom. As ons aan 'n warm voorwerp en 'n koue voorwerp raak, sal hitte vanself vloei van die warm voorwerp na die koue voorwerp ... warm voorwerpe het molekules wat lukraak en vinnig beweeg, aan die ander kant is die beweging van die molekules waaruit koue voorwerpe bestaan ​​nie baie vinnig nie. Die kans dat hierdie vinnig bewegende molekules teen mekaar bots of na die koue voorwerp kruis, is baie groter as die kans dat molekules stadig beweeg ... wie ook al vinnig is, kry dit 😉 hitte kan van 'n koue voorwerp na 'n warm voorwerp beweeg, maar die kans dat dit gebeur, is baie kleiner.

Die blou en rooi albasters in die illustrasie hierbo kan terugkeer na hul oorspronklike, gereelde rangskikking. Maar die kans om terug te keer na 'n ordelike rangskikking is baie kleiner. 'n Wanordelike rangskikking het 'n baie groter kans. Net so die vrye uitbreiding wat gas in 'n geslote houer ervaar. Die houer het twee kamers, waar die twee kamers deur 'n versperring geskei word. Aanvanklik is die gas in die linkerkamer. Wanneer die versperring verwyder word, sal die gasmolekules na die regterkamer stroom. Die regterkamer is leeg, terwyl die linkerkamer molekules bevat wat lukraak beweeg. Wanneer die versperring verwyder word, het die molekules 'n hoë kans om in die leë kamer oor te steek. Nadat die molekules die hele volume van die houer met twee kamers gevul het, is dit moontlik vir al die molekules om die linkerkamer weer te vul? Dit is moontlik, maar die waarskynlikheid is baie klein. In een mol alleen is daar 6,02 x 10²³ molekules… die waarskynlikheid dat al die molekules in die linker ruimte is, is 1 in 'n miljoen. Een in 'n miljoen is 'n baie klein en amper onmoontlike waarskynlikheid…

Die tweede wet van termodinamika sê vir ons dat elke proses wat in die heelal plaasvind, die mees waarskynlike proses is. Die rigting waarin 'n proses in die natuur verloop (na hoër entropie) word deur toeval of waarskynlikheid bepaal ... wanorde het 'n baie groter waarskynlikheid om plaas te vind en is dus meer geneig om plaas te vind ...

Entropie = pyl van tyd

Entropie word ook die pyl van tyd genoem, want dit vertel ons die rigting waarin tyd verbygaan. Die rigting van elke natuurlike proses is na wanorde. As ons die teenoorgestelde waarneem, dit wil sê, wanorde self wat in orde verander, kan ons sê dat die gebeurtenis omgekeer is. As ons sien dat verspreide glasskerwe op die vloer weer bymekaarkom en weer 'n hele glas vorm, kan ons sê dat die gebeurtenis omgekeer is. Dit gebeur nooit in ons daaglikse lewens nie, en as dit wel gebeur, sou dit die tweede wet van termodinamika oortree. In hierdie geval beweeg tyd nooit agteruit nie en wanorde verander nooit outomaties in orde nie. Die mees waarskynlike en konstante gebeurtenis in ons lewens is dat orde altyd na wanorde beweeg; tyd beweeg altyd vorentoe, nie agteruit nie. As 'n ou persoon in 'n baba verander, sou ons dit as abnormaal en 'n oortreding van die tweede wet van termodinamika beskou.