Entropia Materia
In a discussione precedente, avemu studiatu parechje dichjarazioni specifiche di a seconda lege di a termodinamica. Ci vole à nutà chì queste dichjarazioni specifiche ponu spiegà solu certi prucessi irreversibili. L'affermazione di Clausius spiega solu u trasferimentu di calore è a so relazione cù u principiu di funziunamentu di i frigoriferi. L'affermazioni di Kelvin è Planck si riferiscenu à u principiu di funziunamentu di i motori termichi . Essenzialmente, queste duie dichjarazioni si riferiscenu à u trasferimentu di calore. Ci sò parechji altri prucessi irreversibili chì ùn ponu esse spiegati aduprendu queste duie dichjarazioni.
L'affermazione specifica di a seconda lege di a termodinamica ùn pò micca spiegà tutti i prucessi irreversibili, dunque avemu bisognu di una dichjarazione più generale. Sta dichjarazione generale hè prevista per spiegà tutti i prucessi irreversibili chì si verificanu in l'universu. L'affermazione generale di a seconda lege di a termodinamica hè stata formulata solu à a mità di u XIX seculu, per mezu di una quantità chjamata entropia (S). L'entropia pò esse cunsiderata cum'è una misura di u disordine. A quantità di entropia hè stata introdutta per a prima volta da Clausius è derivata da u ciclu di Carnot (un mutore termicu perfettu). Sicondu Clausius, a magnitudine di u cambiamentu di entropia sperimentatu da un sistema, quandu u sistema riceve calore supplementu (Q) à una temperatura costante, hè espressa da l'equazione:
L'entropia hè una quantità chì descrive u statu microscopicu di un sistema è dunque ùn pò esse misurata direttamente. Esaminemu solu u cambiamentu di l'entropia. Hè simile à u cambiamentu di l'energia in a prima lege di a termodinamica.
Esempiu di quistione 1:
Una quantità di gasu in un cuntinadore subisce una espansione adiabatica. Chì ghjè a variazione di entropia di u gasu ?
Discussione
Durante un prucessu adiabaticu, nisun calore entra o esce da u sistema (gas). Siccomu Q = 0, Δ S = 0. L'entropia di u sistema ferma custante. Chì ne dici di a cumpressione adiabatica? Hè essenzialmente listessa. Durante a cumpressione adiabatica, nisun calore entra o esce da u sistema (Q = 0). Dunque, l'entropia di u sistema hè custante.
Esempiu di quistione 2:
Un mutore Carnot riceve 2000 J di calore à 500 K, funziona è rigetta una certa quantità di calore à 350 K. Determinate a quantità di calore rigettatu è a variazione tutale di entropia in u mutore durante un ciclu.
Discussione
Sè u sistema riceve calore, Q hè pusitivu, sè u sistema libera calore, Q hè negativu. U sistema per questu casu hè un mutore di Carnot.
Durante un ciclu, un mutore Carnot subisce dui prucessi isotermichi reversibili (espansione isotermica + cumpressione isotermica) è dui prucessi adiabatichi reversibili (espansione adiabatica è cumpressione adiabatica). Durante i prucessi di espansione è cumpressione adiabatica, nisun calore entra o esce da u sistema (Q = 0). Siccomu Q = 0, a variazione di entropia durante u prucessu adiabaticu = 0.
Durante l'espansione isotermica, u mutore assorbe 2000 J di calore (Q) à una temperatura (T) di 500 K. Siccomu u mutore assorbe u calore, Q hè pusitivu. U cambiamentu di entropia di u mutore durante l'espansione isotermica hè:
Durante a cumpressione isotermica, u mutore rigetta 1400 J di calore (Q) à una temperatura (T) di 350 K. Siccomu u mutore rigetta u calore, Q hà un segnu negativu. U cambiamentu di entropia di u mutore durante a cumpressione isotermica hè:
Cambiamentu tutale di entropia = 4 J/K ‐ 4 J/K = 0
Esempiu di quistione 3:
Un mutore termicu riceve 600 Joule di calore (Q) à una temperatura di 300 ° C, face u travagliu è rigetta una certa quantità di calore à una temperatura di 100 ° C. Determinate a quantità di calore rigettatu è a variazione tutale di entropia in u mutore durante un ciclu...
Discussione
T H = 300 K
Q H = 600 J
T L = 100 K
Q L = ?
Durante un ciclu, un mutore Carnot subisce dui prucessi isotermichi reversibili (espansione isotermica + cumpressione isotermica) è dui prucessi adiabatichi reversibili (espansione adiabatica è cumpressione adiabatica). Durante i prucessi di espansione è cumpressione adiabatica, nisun calore entra o esce da u sistema (Q = 0). Siccomu Q = 0, a variazione di entropia durante u prucessu adiabaticu = 0.
Durante l'espansione isotermica, u mutore assorbe 600 J di calore (Q) à una temperatura (T) di 300 K. Siccomu u mutore assorbe u calore, Q hè pusitivu. U cambiamentu di entropia di u mutore durante l'espansione isotermica hè:
Durante a cumpressione isotermica, u mutore rigetta 200 J di calore (Q) à una temperatura (T) di 100 K. Siccomu u mutore rigetta u calore, Q hà un segnu negativu. U cambiamentu di entropia di u mutore durante a cumpressione isotermica hè:
Cambiamentu tutale di entropia = 2 J/K ‐ 2 J/K = 0
Da l'esempiu di quistione numeru 2 è l'esempiu di quistione numeru 3, pare chì u cambiamentu tutale di entropia per un prucessu reversibile = 0. In altre parolle, in un prucessu reversibile, l'entropia tutale hè sempre custante.
Esempiu di quistione 4:
Un cubettu di ghiaccio di 2 kg hà una temperatura di 0 ° C. U cubettu di ghiaccio hè piazzatu in un cuntainer è espostu à a luce solare. A causa di u calore supplementu di l'aria è di u sole, u ghiaccio si scioglie. Determinate a variazione di l'entropia di u ghiaccio. (U calore di fusione di l'acqua = 3,34 x 105 J /Kg)
Discussione
Massa di ghiaccio = 2 kg
Temperatura di u ghjacciu = 0 ° C + 273 = 273 K
Calore di fusione di l'acqua = 3,34 x 10 5 J/Kg
U calore necessariu per scioglie 2 kg di ghiaccio in acqua:
Q = ml
Q = (2 kg)(3,34 x 10 5 J/Kg)
Q = 6,68 x 10⁵ J
Q = 668 x 10⁵ J
Durante u prucessu di fusione (da u ghjacciu à l'acqua), a temperatura hè custante. Siccomu a temperatura hè custante, u cambiamentu di entropia di u ghjacciu hè calculatu.
Esempiu di quistione 5:
Un bicchieru d'acqua à 26 ° C hè mischiatu cù un bicchieru d'acqua à 22 ° C. Sè a massa d'acqua in u bicchieru = 2 kg, determinate u cambiamentu d'entropia di l'acqua. Supponemu chì l'acqua calda è l'acqua fredda sianu mischiate in un cuntainer chjusu è ben insulatu. U trasferimentu di calore hè un prucessu irreversibile.
Discussione
Calore specificu di l'acqua (c) = 4180 J/Kg C o
Massa d'acqua = 2 Kg (listessa massa d'acqua).
Siccomu a massa d'acqua hè a listessa, a temperatura finale di a mistura = 24 ° C (26 ° C + 22 ° C / 2 = 48 ° C / 2 = 24 ° C).
A quantità di calore liberata da l'acqua calda quandu a so temperatura diminuisce da 26 ° C à 24 ° C:
Q = mc Δ T = (2 kg)(4180 J/kg C o )(26 o C – 24 o C) = (2 Kg)(4180 J/kg C o )(2 o C) = 16720 J
A quantità di calore assorbita da l'acqua fredda quandu a so temperatura aumenta da 22 °C à 24 °C:
Q = mc Δ T = (2 kg)(4180 J/kg C o )(24 o C – 22 o C) = (2 kg)(4180 J/kg C o )(2 o C) = 16720 J
Cambiamentu tutale di entropia = Cambiamentu di entropia di l'acqua calda + cambiamentu di entropia di l'acqua fredda
Temperatura media di l'acqua calda = (26 ° C + 24 ° C) / 2 = 50 ° C / 2 = 25 ° C ‐‐‐‐ 25 + 273 = 298 K
Temperatura media di l'acqua fredda = (22 ° C + 24 ° C) / 2 = 46 ° C / 2 = 23 ° C ‐‐‐‐ 23 + 273 = 296 K
L'acqua calda libera calore, dunque Q hè negativu. À u cuntrariu, l'acqua fredda assorbe u calore, dunque Q hè pusitivu. Ricurdatevi di a cunvenzione di u segnu Q (prima lege di a termodinamica).
Δ S Totale = Δ S acqua calda + Δ S acqua fredda
Δ S Totale = ‐ 56,107 J/K + 56,486 J/K
Δ S Totale = 0,379 J/K
L'entropia tutale aumenta di 0,379 J/K
Ancu s'è l'entropia di certe parte di u sistema diminuisce (-56,107 J/K), l'entropia di certe parte di u sistema aumenta di più (+ 56,486 J/K) in modu chì l'entropia tutale aumenta sempre (+ 0,379 J/K).
L'aumentu di l'entropia tutale in un prucessu irreversibile ùn hè micca solu applicabile à u trasferimentu di calore trà a mistura d'acqua calda è fredda chì avemu analizatu sopra, ma s'applica ancu à tutti i casi studiati da i scientifichi. L'entropia tutale ferma sempre custante se u prucessu hè reversibile. Se u prucessu hè irreversibile, l'entropia tutale aumenta sempre.
Essenzialmente, tutti i prucessi naturali in a nostra vita quotidiana sò irreversibili, dunque l'entropia tutale aumenta inevitabilmente. Stu fattu hè riassuntu in a seguente linea:
In un prucessu irreversibile, l'entropia tutale di u sistema è di l'ambiente aumenta sempre.
Sta frase in corsivu hè una dichjarazione generale di a seconda lege di a termodinamica. A seconda lege di a termodinamica hè un pocu sfarente da l'altre lege di a fisica. Di solitu, e lege di a fisica sò espresse cum'è equazioni (per esempiu, e lege di Newton) o cum'è lege di cunservazione (per esempiu, a lege di cunservazione di l'energia).
L'entropia hè una misura di disordine
L'entropia pò esse cunsiderata una misura di disordine. In relazione à l'affermazione generale di a seconda lege di a termodinamica, u disordine tende à aumentà in i prucessi irreversibili. In altre parole, ogni prucessu irreversibile porta essenzialmente à un statu di disordine. U significatu di disordine quì pò esse pocu chjaru, dunque serà spiegatu aduprendu esempi di prucessi irreversibili chì si verificanu in a vita di tutti i ghjorni.
Hè impurtante di nutà chì u cuncettu d'entropia era inizialmente assuciatu solu à prucessi irreversibili chì implicavanu cambiamenti in a forma d'energia è u trasferimentu d'energia. Dopu esse statu liberatu da u so gambu è esse cascatu liberamente finu à ch'ellu tocca a terra, un mango ùn scivola mai versu l'altu. Un libru chì spingemu è dopu fermemu ùn si move mai versu di noi. Quessi sò alcuni esempi di prucessi irreversibili ligati à i cambiamenti in a forma d'energia è u trasferimentu d'energia da un ughjettu à l'altru. Quessi prucessi si verificanu solu in una direzzione, ma mai in a direzzione opposta. Un mango ùn scivola mai versu l'altu da per ellu perchè a so energia interna hè cunvertita in energia cinetica . Un libru ùn scivola mai versu di noi perchè u calore generatu da l'attritu hè cunvertitu in energia cinetica.
I prucessi irreversibili chì si verificanu in l'universu ùn sò micca solu ligati à i cambiamenti in e forme d'energia è u trasferimentu d'energia. Dopu à a nascita, crescemu in zitelli, zitelli, adulescenti, adulti, poi diventemu vechji è decadenti è infine moremu 😉 Avete mai vistu una persona anziana trasfurmà si in un zitellu ? Mai... U telefuninu chì usemu diventa opacu è si dannighja cù u tempu... Una vittura nova chì era inizialmente liscia è putente diventa menu liscia è debule dopu avè la aduprata per uni pochi d'anni. Avete mai vistu una vechja vittura diventà di colpu nova di novu ? O u vostru telefuninu preferitu diventa più lisciu è megliu ogni ghjornu ? Mai... Dopu esse statu adupratu, u telefuninu diventa opacu è si dannighja. E vitture sò listesse... Quessi sò alcuni esempi di prucessi irreversibili chì ùn anu nunda à chì vede cù i cambiamenti in e forme d'energia è u trasferimentu d'energia... Avà, dopu avè capitu chì tutti i prucessi naturali chì si verificanu in l'universu sò irreversibili, u cuncettu di entropia diventa più ampia. A discussione ùn copre micca solu i prucessi termodinamichi, ma include ancu parechji altri prucessi irreversibili in l'universu.
Avà parlemu di qualchi prucessi irreversibili chì si verificanu in a vita di tutti i ghjorni. Prima, cunsideremu un prucessu irreversibile simplice. Questa hè solu una introduzione, affinchì capiate u cuncettu di entropia è a so relazione cù i prucessi irreversibili.
Per esempiu, supponemu chì avete un certu numeru di biglie rosse è turchine. E biglie sò piazzate in un cuntinadore. E biglie turchine sò disposte ordinatamente in fondu, mentre chì e biglie rosse sò disposte ordinatamente in cima (imagine di manca). A dispusizione di e vostre biglie in u cuntinadore pare assai ordinata... U fondu hè tuttu turchinu, a cima hè tutta rossa.
Dopu, scuzzulate o scuzzulate u cuntinente in su è in giù. Siccomu u cuntinente hè mossu in su è in giù, a dispusizione di e biglie chì era inizialmente assai regulare cambia per diventà di novu irregulare (imagine à diritta). E biglie rosse è turchine sò mischiate inseme 😉 Più u scuzzulate, a dispusizione di e biglie diventa più irregulare... Hè pussibule chì dopu esse state scuzzulate, a dispusizione di e biglie diventi regulare cum'è prima? Hè impussibile... Per piacè pruvatelu s'è vo ùn ci credite micca. Hè impussibile chì e biglie diventinu regulare cum'è prima... Questu hè un esempiu di un prucessu irreversibile. Dopu avè sperimentatu un prucessu irreversibile, a dispusizione di e biglie chì era inizialmente assai regulare cambia per diventà irregulare. A regularità hè cambiata in irregularità...
A listessa cosa accade in altri prucessi irreversibili. Quandu tuchemu un oggettu caldu è un oggettu fretu, u calore scorrerà automaticamente da l'oggettu caldu à l'oggettu fretu... U calore smette di scorrere dopu chì i dui oggetti in cuntattu ghjunghjenu à a stessa temperatura. Stu prucessu hè irreversibile... Ebbè, inizialmente avemu duie disposizioni di molecule, vale à dì molecule chì anu una grande energia cinetica media (e molecule chì custituiscenu l'oggettu caldu) è molecule chì anu una piccula energia cinetica media (e molecule chì custituiscenu l'oggettu fretu). Dopu chì l'oggettu caldu è l'oggettu fretu ghjunghjenu à a stessa temperatura (e molecule anu a stessa energia cinetica media), ùn pudemu più distingue e duie disposizioni di molecule. A disposizione di e molecule chì era inizialmente regulare cambia per diventà irregulare. Simile à a disposizione di e biglie sopra... Dopu chì i dui oggetti ghjunghjenu à a stessa temperatura, a disposizione regulare di e molecule cambia in irregularità (l'irregularità aumenta per via di u trasferimentu irreversibile di calore).
Inoltre, u flussu di calore da un ughjettu caldu à un ughjettu fretu pò esse cunsideratu cum'è u flussu di calore da una regione à alta temperatura à una regione à bassa temperatura in un mutore termicu. U flussu di calore da una regione à alta temperatura à una regione à bassa temperatura permette à un mutore termicu di fà un travagliu. Un mutore termicu ùn pò micca fà un travagliu senza flussu di calore. Cusì, pudemu stabilisce una relazione trà a dimensione di u disordine è a capacità di fà un travagliu. Dopu avè righjuntu a stessa temperatura, ùn ci hè più flussu di calore da l'ughjettu caldu à l'ughjettu fretu (u disordine aumenta). Siccomu l'assenza di flussu di calore impedisce à un mutore termicu di fà un travagliu, pudemu dì chì un sistema chì ùn pò micca fà un travagliu hà un disordine elevatu, mentre chì un sistema chì pò fà un travagliu hà un disordine bassu...
Da questi risultati, pudemu tirà cunclusioni nantu à a relazione trà e forme d'energia è a misura di u disordine. In fondu, a forma d'energia chì pò esse aduprata per fà un travagliu hè l'energia putenziale. L'energia putenziale gravitaziunale di l'acqua pò esse aduprata per spustà una turbina. L'energia putenziale chimica in l'oliu pò esse aduprata per spustà un veiculu. L'energia putenziale chimica in i nostri corpi pò esse aduprata per fà un travagliu, viaghjà, studià... L'energia putenziale gravitaziunale di un mango pò esse aduprata per riparà una perdita in u tettu di una casa 😉 Perchè e forme utili d'energia ponu esse aduprate per fà un travagliu, pudemu dì chì e forme utili d'energia sò più ordinate, mentre chì e forme inutili d'energia sò più disordinate. E forme d'energia inutile sò l'energia interna è u calore... Dopu avè toccu a terra, u mango ùn scivola mai più in altu perchè l'energia interna hè cunvertita in energia cinetica...
Dopu avè spintu u libru, u libru si move. A presenza di attritu face chì u libru si fermi... In questu casu, l'energia cinetica di u libru s'hè trasfurmata in calore (u calore nasce per via di l'attritu). In realtà, u libru chì hè fermu ùn scivola micca versu di noi perchè u calore s'hè trasfurmatu in energia cinetica... Quessi dui esempi mostranu chì u calore hè duie forme inutili d'energia. E forme inutili d'energia ùn ponu esse aduprate per fà travagliu. Cusì, pudemu dì chì u calore è l'energia interna anu una alta irregolarità...
In fondu, u prucessu di cambià a forma d'energia, da una forma d'energia utile à una forma d'energia inutile aumenta sempre u disordine... In gergo, l'entropia aumenta sempre durante u prucessu di cambià a forma d'energia... Perchè l'entropia aumenta sempre cù u passà di u tempu, tutte e forme utili d'energia si trasformeranu in forme inutili. L'energia serà sempre cunservata in u prucessu di cambià a forma d'energia, ma a forma d'energia chì hè ordinata è pò esse aduprata per fà u travagliu si trasforma in una forma irregulare è ùn pò esse aduprata per fà u travagliu...
Entropia è statistiche
Prima, avemu discuttu chì l'entropia hè una misura di disordine. Ogni prucessu irreversibile porta essenzialmente à un statu di disordine elevatu. Questa idea pò sembrà astratta è pocu chjara. Per capisce megliu u cuncettu di entropia, pudemu aduprà un approcciu statisticu. A capiscitura di u cuncettu di entropia cù un approcciu statisticu hè stata aduprata per a prima volta da Ludwig Boltzmann (1844-1906).
À l'iniziu di questu articulu, hè statu spiegatu chì l'entropia hè una quantità chì descrive u statu microscopicu di un sistema. E quantità chì descrivenu stati macroscopichi ponu esse cunnisciute direttamente, ma e quantità chì descrivenu stati microscopichi ùn ponu micca. Per capisce u statu microscopicu, pudemu esaminà a relazione trà i stati macroscopichi è microscopichi.
Avete una munita di centu rupie ? Una munita di centu rupie hà duie facce: una parte rapprisenta un acellu Garuda è l'altra parte rapprisenta a parola 100 rupie. Cusì, per esempiu, sè avete quattrucentu muniti di rupie... sè ghjittate tutte e quattrucentu muniti di rupie per terra, ci saranu cinque risultati diversi in un solu lanciu:
Prima, cumpariscenu tutte l'imagine di l'uccellu Garuda (4 imagine);
Siconda, cumpariscenu 3 imagine di l'uccellu Garuda, 1 scrittura di centu rupie (3 imagine, 1 scrittura);
Terzu, cumpariscenu 2 imagine di l'uccellu Garuda, 2 parolle centu rupia (2 imagine, 2 parolle);
Quartu, appare 1 imagine di un acellu Garuda, appariscenu 3 parolle centu rupie (1 imagine, 3 parolle);
Quintu, appariscenu e parolle centu rupie (4 parolle)…
Chjamemu queste cinque imagine o scritti pussibuli stati macroscopici (macro = grande). À u cuntrariu, s'è no rapprisentamu e quattru muniti cum'è imagine o scritti, dichjaremu stati microscopichi (micro = chjucu).
In un lanciu, ci sò 16 stati microscopichi pussibuli (Ogni munita hà duie chance. Quattru muniti anu 16 chance = 2 x 2 x 2 x 2 = 2 4 = 16). A più grande probabilità hè chì cumpariscinu 2 imagine è 2 scritti (Ci sò 6 stati microscopichi pussibuli nantu à un totale di 16 stati microscopichi - 6/16 x 100% = 37,5%). Da l'altra parte, a più chjuca probabilità hè chì cumpariscinu 4 imagine o 4 scritti (Ognunu hà 1 statu microscopicu pussibule - 1/16 x 100% = 6,25%). Ciò chì discutemu quì hè solu a chance o a probabilità... Sè lancemu muniti 16 volte, ùn hè micca certu chì 2 imagine è 2 scritti cumpariscinu 6 volte. Ma sè lancemu muniti millaie di volte, a probabilità chì cumpariscinu 2 imagine è 2 scritti pò avvicinassi à 37,5%.
Hè megliu pruvà lu... Per piacè, lanciate quattrucentu muniti di rupie 100 volte (1000 volte s'è vo pudete 😉). Registrate i dati ottenuti in un lanciu... Dopu avè lanciatu e muniti 100 volte, truverete chì 2 imagine è 2 scritti cumpariscenu più spessu. Più hè u numeru di lanci, a probabilità d'ottene 2 imagine è 2 scritti s'avvicina à u 37,5% di u numeru tutale di lanci.
Prima avemu guardatu solu 4 muniti. Sè aumentemu u numeru di muniti, u numeru di stati microscopichi aumenta. Per esempiu, avemu 100 muniti... In un lanciu, ci sò 2 * 100 = 1,27 x 10^30 stati microscopichi pussibuli... A più grande probabilità hè chì cumpariscenu 50 immagini è 50 scritti (Ci sò 1,01 x 10^29 stati microscopichi pussibuli nantu à un totale di 1,27 x 10^30 stati microscopichi). À u cuntrariu, a più chjuca probabilità hè chì cumpariscenu 100 immagini o 100 scritti (Ognunu hà solu 1 statu microscopicu pussibule nantu à un totale di 1,27 x 10^30 stati microscopichi). Assai chjuca è guasi impussibile... Sè avemu 1000 muniti, a probabilità chì cumpariscenu 1000 immagini o 1000 scritti hè benintesa ancu più chjuca è sempre più impussibile.
Per mette in relazione questu cù u cuncettu d'entropia, pudemu suppone chì tutte l'imagine o tuttu u testu sò in un arrangiamentu ordinatu, mentre chì a metà di l'imagine è a metà di u testu sò in un arrangiamentu irregulare. Più grande hè u numeru di muniti, più chjuca diventa a probabilità o a chance d'ottene un arrangiamentu ordinatu (tutte l'imagine o tuttu u testu), è diventa guasi impussibile. À u cuntrariu, un arrangiamentu irregulare (a metà di l'imagine è a metà di u testu) hà una probabilità o chance assai più grande. Da questu risultatu, pare chì l'irregularità hè strettamente ligata à a probabilità. U statu u più prubabile hè un statu irregulare, mentre chì u statu u più improbabile hè un statu ordinatu.
L'affermazione generale di a seconda lege di a termodinamica, chì avemu discuttu prima, dice chì l'entropia, o u disordine, aumenta sempre in ogni prucessu irreversibile. Questa dichjarazione di a seconda lege di a termodinamica pò esse capita cum'è una dichjarazione di probabilità. Questu significa chì ogni prucessu chì si verifica in l'universu hè quellu cù a più grande probabilità o opportunità. A seconda lege di a termodinamica ùn pruibisce micca una diminuzione di l'entropia in ogni prucessu irreversibile, ma a probabilità hè assai chjuca, ancu quasi impussibile. À u cuntrariu, un aumentu di l'entropia hà una probabilità assai più grande. U numeru di centesimi chì avemu cunsideratu prima era solu 100... in realtà, ci sò 6,02 x 1023 molecule in una mole ... questu hè un numeru assai grande. I pussibili stati microscopichi di questu numeru sò benintesa assai grandi, dunque a probabilità di ordine hè assai chjuca, quasi impussibile...
Sè femu cascà un bicchieru per terra, i frammenti di vetru spargugliati per terra puderanu riunisce si è furmà un bicchieru sanu cum'è prima. Ma a pussibilità chì questu accada hè cusì chjuca chì hè impussibile... quandu u vetru hè sempre intattu, a pusizione di e molecule hè più ordinata. Quandu u vetru casca finu à chì si rompe in modu chì i frammenti di vetru sò spargugliati per terra, a pusizione di e molecule diventa disordinata. A pussibilità di vultà à una pusizione ordinata hè cusì chjuca chì aspittà chì e molecule di vetru si riuniscenu di novu hè impussibile. Sè tuccemu un oggettu caldu è un oggettu fretu, u calore scorrerà da per ellu da l'oggettu caldu à l'oggettu fretu... l'oggetti caldi anu molecule chì si movenu à casu è rapidamente, invece u muvimentu di e molecule chì custituiscenu l'oggetti freti ùn hè micca assai veloce. A pussibilità chì ste molecule chì si movenu rapidamente si scontranu o si attraversinu versu l'oggettu fretu hè assai più grande di a pussibilità chì e molecule chì si movenu lentamente... quellu chì hè veloce a capisce 😉 u calore pò spustassi da un oggettu fretu à un oggettu caldu, ma a pussibilità chì questu accada hè assai più chjuca.
E biglie turchine è rosse in l'illustrazione sopra puderanu vultà à a so disposizione originale è regulare. Ma a probabilità di vultà à una disposizione ordinata hè assai più chjuca. Una disposizione disordinata hà una probabilità assai più grande. In listessu modu, cù a libera espansione sperimentata da u gasu in un cuntainer chjusu. U cuntainer hà duie camere, induve e duie camere sò separate da una barriera. Inizialmente, u gasu hè in a camera di manca. Quandu a barriera hè rimossa, e molecule di gasu si affollanu per attraversà in a camera di diritta. A camera di diritta hè viota, mentre chì a camera di manca cuntene molecule chì si movenu à casu. Quandu a barriera hè rimossa, e molecule anu una grande probabilità di attraversà in a camera viota. Dopu chì e molecule anu riempitu tuttu u vulume di u cuntainer chì hà duie camere, hè pussibule chì tutte e molecule riempianu di novu a camera di manca? Hè pussibule, ma a probabilità hè assai chjuca. In una sola mole, ci sò 6,02 x 1023 molecule ... a probabilità chì tutte e molecule sianu in a camera di manca hè di 1 in un milione di pussibilità. Unu in un milione hè una probabilità assai chjuca è quasi impussibile...
A seconda lege di a termodinamica ci dice chì ogni prucessu chì si verifica in l'universu hè u prucessu u più prubabile. A direzzione in a quale un prucessu in natura procede (versu una entropia più alta) hè determinata da u casu o da a prubabilità... u disordine hà una prubabilità assai più grande di accade è hè dunque più prubabile chì si verifichi...
Entropia = freccia di u tempu
L'entropia hè ancu chjamata a freccia di u tempu perchè ci dice a direzzione in quale u tempu passa. A direzzione di ogni prucessu naturale hè versu u disordine. Sè osservemu u cuntrariu, vale à dì, u disordine stessu chì si trasforma in ordine, pudemu dì chì l'eventu hè inversu. Sè vedemu frammenti di vetru spargugliati nantu à u pianu chì si riuniscenu di novu è formanu di novu un bicchieru sanu, pudemu dì chì l'eventu hè inversu. Questu ùn accade mai in a nostra vita quotidiana, è s'ellu accadessi, violerebbe a seconda lege di a termodinamica. In questu casu, u tempu ùn si move mai in daretu è u disordine ùn si trasforma mai automaticamente in ordine. L'avvenimentu più prubabile è custante in a nostra vita hè chì l'ordine si move sempre versu u disordine; u tempu si move sempre in avanti, micca in daretu. Sè una persona anziana si trasforma in un criaturu, cunsidereremu questu anormale è una violazione di a seconda lege di a termodinamica.
