Entropie Matearje
Yn 'e foarige diskusje hawwe wy ferskate spesifike útspraken fan 'e twadde wet fan termodynamika bestudearre. It moat opmurken wurde dat dizze spesifike útspraken allinich bepaalde ûnomkearbere prosessen kinne ferklearje. De Clausius-útspraak ferklearret allinich waarmteferfier en de relaasje dêrfan mei it wurkprinsipe fan in kuolkast. De Kelvin- en Planck-útspraken hawwe betrekking op it wurkprinsipe fan in kuolkast. waarmtemotorYn essinsje hawwe dizze twa útspraken betrekking op waarmteferfier. Der binne in protte oare ûnomkearbere prosessen dy't net mei dizze twa útspraken ferklearre wurde kinne.
De spesifike útspraak fan 'e twadde wet fan 'e termodynamika kin net alle ûnomkearbere prosessen ferklearje, dus wy hawwe in algemienere útspraak nedich. Dizze algemiene útspraak wurdt ferwachte alle ûnomkearbere prosessen te ferklearjen dy't yn it universum foarkomme. De algemiene útspraak fan 'e twadde wet fan 'e termodynamika waard pas midden njoggentjinde iuw formulearre, troch in kwantiteit neamd entropie (S). Entropie kin beskôge wurde as in mjitte fan wanorde. De kwantiteit entropie waard earst yntrodusearre troch Clausius en ôflaat fan 'e Carnot-syklus (in perfekte waarmtemotor). Neffens Clausius wurdt de grutte fan 'e feroaring yn entropie dy't in systeem ûnderfynt, as it systeem ekstra waarmte (Q) krijt by in konstante temperatuer, útdrukt troch de fergeliking:
Entropie is in kwantiteit dy't de mikroskopyske steat fan in systeem beskriuwt en dêrom net direkt metten wurde kin. Wy ûndersykje allinich de feroaring yn entropie. Fergelykber mei de feroaring yn enerzjy yn in systeem. earste wet fan termodynamika.
Foarbyldfraach 1:
In hoemannichte gas yn in kontener ûndergiet adiabatyske útwreiding. Wat is de feroaring yn entropie fan it gas?
Diskusje
Tidens in adiabatysk proses is der gjin hjitte dat it systeem yngiet of ferlit (gas). Omdat Q = 0 dan ΔS = 0. De entropie fan it systeem feroaret net, aka konstant. Hoe sit it mei adiabatyske kompresje? It is yn prinsipe itselde. Tidens adiabatyske kompresje komt der gjin waarmte yn of út it systeem (Q = 0). Dêrom is de entropie fan it systeem konstant.
Foarbyldfraach 2:
In Carnot-motor ûntfangt 2000 J waarmte by 500 K, docht wurk en wiist in bepaalde hoemannichte waarmte ôf by 350 K. Bepale de hoemannichte waarmte dy't ôfwiisd wurdt en de totale entropieferoaring yn 'e motor tidens ien syklus.
Diskusje
As it systeem waarmte ûntfangt, is Q posityf, as it systeem waarmte frijlit, is Q negatyf. It systeem foar dit gefal is in Carnot-motor.
Tidens ien syklus ûndergiet in Carnot-motor twa omkearbere isothermyske prosessen (isothermyske útwreiding + isothermyske kompresje) en twa omkearbere adiabatyske prosessen (adiabatyske útwreiding en adiabatyske kompresje). Tidens de adiabatyske útwreidings- en kompresjeprosessen komt der gjin waarmte it systeem yn of út (Q = 0). Omdat Q = 0 is de feroaring yn entropie tidens it adiabatyske proses = 0.
Tidens isothermyske útwreiding nimt de motor 2000 J waarmte (Q) op by in temperatuer (T) fan 500 K. Omdat de motor waarmte opnimt, is Q posityf. De feroaring yn entropie fan 'e motor tidens isothermyske útwreiding is:
Tidens isothermyske kompresje wiist de motor 1400 J waarmte (Q) ôf by in temperatuer (T) fan 350 K. Omdat de motor waarmte ôfwiist, hat Q in negatyf teken. De feroaring yn entropie fan 'e motor tidens isothermyske kompresje is:
Totale entropieferoaring = 4 J/K - 4 J/K = 0
Foarbyldfraach 3:
In waarmtemotor krijt 600 Joule waarmte (Q) by in temperatuer fan 300 oC, wurk dwaan en in bepaalde hoemannichte waarmte frijjaan by in temperatuer fan 100 oC. Bepale de hoemannichte waarmte dy't ôfwiisd wurdt en de totale entropieferoaring yn 'e motor tidens ien syklus ...
Diskusje
TH = 300K
QH = 600 J
TL = 100K
QL =?
Tidens ien syklus ûndergiet in Carnot-motor twa omkearbere isothermyske prosessen (isothermyske útwreiding + isothermyske kompresje) en twa omkearbere adiabatyske prosessen (adiabatyske útwreiding en adiabatyske kompresje). Tidens de adiabatyske útwreidings- en kompresjeprosessen komt der gjin waarmte it systeem yn of út (Q = 0). Omdat Q = 0 is de feroaring yn entropie tidens it adiabatyske proses = 0.
Tidens isothermyske útwreiding nimt de motor 600 J waarmte (Q) op by in temperatuer (T) fan 300 K. Omdat de motor waarmte opnimt, is Q posityf. De feroaring yn entropie fan 'e motor tidens isothermyske útwreiding is:
Tidens isothermyske kompresje wiist de motor 200 J waarmte (Q) ôf by in temperatuer (T) fan 100 K. Omdat de motor waarmte ôfwiist, hat Q in negatyf teken. De feroaring yn entropie fan 'e motor tidens isothermyske kompresje is:
Totale entropieferoaring = 2 J/K - 2 J/K = 0
Ut foarbyldfraach nûmer 2 en foarbyldfraach nûmer 3 docht bliken dat de totale entropieferoaring foar in omkearber proses = 0 is. Mei oare wurden, yn in omkearber proses is de totale entropie altyd konstant.
Foarbyldfraach 4:
In iisblokje fan 2 kg hat in temperatuer fan 0 oC. De iisblokjes wurde yn in kontener pleatst en yn 'e sinne droege. Omdat se ekstra waarmte fan 'e loft en de sinne krije, smelt it iis. Bepale de feroaring yn entropie fan it iis. (De waarmte fan smelten fan wetter = 3,34 x 105 J/Kg)
Diskusje
Massa fan iis = 2 kg
Iistemperatuer = 0 oC + 273 = 273 K
Waarmte fan wetterfúzje = 3,34 x 10⁻⁶ J/kg
De waarmte dy't nedich is om 2 kg iis yn wetter te smelten:
Q = ml
Q = (2 kg)(3,34 x 105 J/Kg)
Q = 6,68 x 105 J
Q = 668 x 103 J
Tidens it smeltproses (iis nei wetter) is de temperatuer konstant. Omdat de temperatuer konstant is, wurdt de feroaring yn entropie fan it iis berekkene.
Foarbyldfraach 5:
In glês wetter mei in temperatuer fan 26 oC mingd mei in glês wetter by in temperatuer fan 22 oC. As de massa wetter yn it glês = 2 kg is, bepaal dan de feroaring yn entropie fan it wetter. Nim oan dat hyt wetter en kâld wetter mingd wurde yn in sletten, goed isolearre kontener. Waarmte-oerdracht is in ûnomkearber proses.
Diskusje
Spesifike waarmte fan wetter (c) = 4180 J/Kg Co
Massa wetter = 2 kg (deselde massa wetter).
Omdat de massa wetter itselde is, is de eintemperatuer fan it mingsel = 24 oC (26 oC+22 oC / 2 = 48 oC / 2 = 24 oC).
De hoemannichte waarmte dy't frijkomt troch hjit wetter as de temperatuer dêrfan sakket fan 26 oC - 24 oC:
Q = mc ΔT = (2 kg)(4180 J/kg Co) (26 oC - 24 oC) = (2 kg)(4180 J/kg Co) (2 oC) = 16720 J
De hoemannichte waarmte dy't kâld wetter opnimt as de temperatuer omheech giet fan 22 °C - 24 °C:
Q = mc ΔT = (2 kg)(4180 J/kg Co) (24 oC - 22 oC) = (2 kg)(4180 J/kg Co) (2 oC) = 16720 J
Totale entropieferoaring = Feroaring yn entropie fan hyt wetter + feroaring yn entropie fan kâld wetter
Gemiddelde temperatuer fan waarm wetter = (26 oC+24 oC) / 2 = 50 oC / 2 = 25 oC ---- 25 + 273 = 298 K
Trochsneedtemperatuer fan kâld wetter = (22 oC+24 oC) / 2 = 46 oC / 2 = 23 oC ---- 23 + 273 = 296 K
Hjit wetter jout waarmte frij, dus Q is negatyf. Omkeard absorbearret kâld wetter waarmte, dus Q is posityf. Tink oan de Q-tekenkonvinsje (earste wet fan termodynamika).
ΔS Totaal = ΔS hyt wetter + ΔS kâld wetter
Δ S Totaal = - 56,107 J/K + 56,486 J/K
ΔS Totaal = 0,379 J/K
De totale entropie nimt ta mei 0,379 J/K
Hoewol't de entropie fan guon dielen fan it systeem ôfnimt (-56,107 J/K), nimt de entropie fan guon dielen fan it systeem mei in grutter bedrach ta (+ 56,486 J/K), sadat de totale entropie altyd tanimt (+ 0,379 J/K).
De tanimming fan totale entropie yn in ûnomkearber proses is net allinich fan tapassing op 'e waarmte-oerdracht tusken it mingsel fan waarme en kâlde wetter dat wy hjirboppe analysearre hawwe, mar jildt ek foar alle gefallen dy't troch wittenskippers bestudearre binne. Totale entropie bliuwt altyd konstant as it proses omkearber is. As it proses ûnomkearber is, nimt de totale entropie altyd ta.
Yn essinsje binne alle natuerlike prosessen yn ús deistich libben ûnomkearber, sadat de totale entropie ûnûntkomber tanimt. Dit feit wurdt gearfette yn 'e folgjende rigel:
Yn in ûnomkearber proses nimt de totale entropie fan it systeem en de omjouwing altyd ta.
Dizze kursive sin is in algemiene útspraak fan 'e twadde wet fan 'e termodynamika. De twadde wet fan 'e termodynamika is wat oars as oare wetten fan 'e natuerkunde. Gewoanlik wurde natuerkundige wetten útdrukt as fergelikingen (bygelyks de wetten fan Newton) of as behâldswetten (bygelyks de wet fan behâld fan enerzjy).
Entropie is in mjitte fan wanorde
Entropie kin beskôge wurde as in mjitte fan wanorde. Yn relaasje ta de algemiene útspraak fan 'e twadde wet fan termodynamika, hat wanorde de neiging om ta te nimmen yn ûnomkearbere prosessen. Mei oare wurden, elk ûnomkearber proses liedt yn essinsje ta in steat fan wanorde. De betsjutting fan wanorde hjir kin ûndúdlik wêze, dus it sil útlein wurde mei foarbylden fan ûnomkearbere prosessen dy't yn it deistich libben foarkomme.
It is wichtich om te notearjen dat it konsept fan entropie oarspronklik allinich assosjeare waard mei ûnomkearbere prosessen dy't feroaringen yn enerzjyfoarm en enerzjy-oerdracht omfetsje. Nei't er fan syn stam loslitten is en frij fallen is oant er de grûn rekket, glydt in mango noait omheech. In boek dat wy triuwe en dan stopje, beweecht noait werom nei ús ta. Dit binne wat foarbylden fan ûnomkearbere prosessen dy't relatearre binne oan feroaringen yn enerzjyfoarm en de oerdracht fan enerzjy fan it iene objekt nei it oare. Dizze prosessen barre allinich yn ien rjochting, mar noait yn 'e tsjinoerstelde rjochting. In mango glydt noait op himsels omheech, om't ynterne enerzjy omfoarme ta kinetyske enerzjyIt boek glydt nea nei ús ta, om't de waarmte dy't troch wriuwing ûntstiet, omset wurdt yn kinetyske enerzjy.
Unomkearbere prosessen dy't yn it universum foarkomme, binne net allinich relatearre oan feroaringen yn enerzjyfoarmen en enerzjy-oerdracht. Nei't wy berne binne, groeie wy op ta poppen, bern, teenagers, folwoeksenen, wurde dan âld en ferfallen en stjerre úteinlik 😉 Hawwe jo ea in âld persoan yn in poppe feroarje sjoen? Nea... De mobile tillefoan dy't wy brûke wurdt mei de tiid dof en beskeadige... In nije auto dy't yn earste ynstânsje glêd en krêftich wie, wurdt minder glêd en swak nei't jo him in pear jier brûkt hawwe. Hawwe jo ea in âlde auto ynienen wer nij sjoen wurde? Of wurdt jo favorite mobile tillefoan elke dei glêder en better? Nea... Nei gebrûk wurdt de mobile tillefoan dof en beskeadige. Auto's binne itselde... Dit binne wat foarbylden fan ûnomkearbere prosessen dy't neat te krijen hawwe mei feroaringen yn enerzjyfoarmen en enerzjy-oerdracht.... No, nei't wy realisearre hawwe dat alle natuerlike prosessen dy't yn it universum foarkomme ûnomkearber binne, wurdt it konsept fan entropie breder. De diskusje omfettet net allinich termodynamyske prosessen, mar omfettet ek in protte oare ûnomkearbere prosessen yn it universum.
Litte wy no wat ûnomkearbere prosessen beprate dy't yn it deistich libben foarkomme. Earst, litte wy in ienfâldich ûnomkearber proses beskôgje. Dit is gewoan in ynlieding, sadat jo it konsept fan entropie en de relaasje dêrfan mei ûnomkearbere prosessen begripe.
Bygelyks, stel dat jo in oantal reade en blauwe knikkers hawwe. De knikkers wurde yn in kontener pleatst. De blauwe knikkers binne kreas oan 'e ûnderkant pleatst, wylst de reade knikkers kreas oan 'e boppekant pleatst binne (ôfbylding lofts). De rangskikking fan jo knikkers yn 'e kontener sjocht der tige oarderlik út... De ûnderkant is hielendal blau, de boppekant is hielendal read.
Folgjende skodzje of skodzje jo de kontener op en del. Omdat de kontener op en del beweecht wurdt, feroaret de opstelling fan 'e knikkers, dy't earst tige regelmjittich wie, wer ûnregelmjittich te wurden (rjochter ôfbylding). De reade en blauwe knikkers wurde mei-inoar mingd 😉 Hoe mear jo it skodzje, hoe ûnregelmjittiger de opstelling fan 'e knikkers... Is it mooglik dat nei it skodzjen de opstelling fan 'e knikkers lykas earder regelmjittich wurdt? It is ûnmooglik... Bewiis it asjebleaft as jo it net leauwe. It is ûnmooglik foar de knikkers om lykas earder regelmjittich te wurden... Dit is in foarbyld fan in ûnomkearber proses. Nei it ûnderfinen fan in ûnomkearber proses feroaret de opstelling fan 'e knikkers, dy't earst tige regelmjittich wie, wer ûnregelmjittich. Regelmjittichheid is feroare yn ûnregelmjittichheid...
Itselde bart by oare ûnomkearbere prosessen. As wy in waarm objekt en in kâld objekt oanreitsje, sil waarmte automatysk fan it waarme objekt nei it kâlde objekt streame... Waarmte hâldt op mei streamen neidat de twa objekten yn kontakt deselde temperatuer berikke. Dit proses is ûnomkearber... No, yn earste ynstânsje hawwe wy twa rangskikkingen fan molekulen, nammentlik molekulen dy't in grutte gemiddelde kinetische enerzjy hawwe (de molekulen dy't it waarme objekt foarmje) en molekulen dy't in lytse gemiddelde kinetische enerzjy hawwe (de molekulen dy't it kâlde objekt foarmje). Neidat it waarme objekt en it kâlde objekt deselde temperatuer berikke (de molekulen hawwe deselde gemiddelde kinetische enerzjy), kinne wy de twa rangskikkingen fan molekulen net mear ûnderskiede. De rangskikking fan molekulen dy't yn earste ynstânsje regelmjittich wie, feroaret yn ûnregelmjittich te wurden. Fergelykber mei de rangskikking fan knikkers hjirboppe... Neidat de twa objekten deselde temperatuer berikke, feroaret de regelmjittige rangskikking fan molekulen yn ûnregelmjittichheid (de ûnregelmjittichheid nimt ta troch de ûnomkearbere oerdracht fan waarmte).
Fierder kin de stream fan waarmte fan in hjit objekt nei in kâld objekt beskôge wurde as de stream fan waarmte fan in hege-temperatuergebiet nei in lege-temperatuergebiet yn in waarmtemotor. De stream fan waarmte fan in hege-temperatuergebiet nei in lege-temperatuergebiet lit in waarmtemotor wurk útfiere. In waarmtemotor kin gjin wurk útfiere sûnder waarmtestream. Sa kinne wy in relaasje fêststelle tusken de grutte fan 'e steurnis en it fermogen om wurk út te fieren. Nei it berikken fan deselde temperatuer is der gjin waarmtestream mear fan it hjitte objekt nei it kâlde objekt (de steurnis nimt ta). Om't de ôfwêzigens fan waarmtestream in waarmtemotor foarkomt om wurk út te fieren, kinne wy sizze dat in systeem dat gjin wurk útfiere kin in hege steurnis hat, wylst in systeem dat wurk útfiere kin in lege steurnis hat...
Ut dizze resultaten kinne wy konklúzjes lûke oer de relaasje tusken foarmen fan enerzjy en de mjitte fan wanorde. Yn prinsipe is de foarm fan enerzjy dy't brûkt wurde kin om wurk te dwaan potinsjele enerzjy. De gravitasjonele potinsjele enerzjy fan wetter kin brûkt wurde om in turbine te bewegen. De gemyske potinsjele enerzjy yn oalje kin brûkt wurde om in auto te bewegen. De gemyske potinsjele enerzjy yn ús lichems kin brûkt wurde om wurk te dwaan, te reizgjen, te studearjen... De gravitasjonele potinsjele enerzjy fan in mango kin brûkt wurde om in lek yn it dak fan in hûs te reparearjen 😉 Omdat nuttige foarmen fan enerzjy brûkt wurde kinne om wurk te dwaan, kinne wy sizze dat nuttige foarmen fan enerzjy oarderliker binne, wylst nutteleaze foarmen fan enerzjy wanordeliker binne. De foarmen fan nutteleaze enerzjy binne ynterne enerzjy en waarmte... Nei't er de grûn rekke hat, glydt de mango noait wer omheech, om't de ynterne enerzjy omset wurdt yn kinetyske enerzjy...
Nei't wy it boek triuwe, beweecht it boek. De oanwêzigens fan wriuwing soarget derfoar dat it boek ophâldt mei bewegen... Yn dit gefal is de kinetische enerzjy fan it boek feroare yn waarmte (waarmte ûntstiet troch wriuwing). Yn werklikheid glydt it boek dat der noch is net werom nei ús ta, om't de waarmte feroare is yn kinetische enerzjy... Dizze twa foarbylden litte sjen dat waarmte twa nutteleaze foarmen fan enerzjy binne. Nutteleaze foarmen fan enerzjy kinne net brûkt wurde om wurk te dwaan. Sa kinne wy sizze dat waarmte en ynterne enerzjy in hege ûnregelmjittichheid hawwe...
Yn prinsipe fergruttet it proses fan it feroarjen fan 'e foarm fan enerzjy, fan in nuttige foarm fan enerzjy nei in nutteleaze foarm fan enerzjy, altyd de wanorde ... Yn slang nimt entropie altyd ta tidens it proses fan it feroarjen fan 'e foarm fan enerzjy ... Omdat entropie altyd tanimt mei it ferrin fan 'e tiid, sille alle nuttige foarmen fan enerzjy feroarje yn nutteleaze foarmen. Enerzjy sil altyd bewarre bliuwe yn it proses fan it feroarjen fan 'e foarm fan enerzjy, mar de foarm fan enerzjy dy't oarderlik is en brûkt wurde kin om wurk te dwaan feroaret yn in unregelmjittige foarm en kin net brûkt wurde om wurk te dwaan ...
Entropie en statistiken
Earder hawwe wy besprutsen dat entropie in mjitte is fan wanorde. Elk ûnomkearber proses liedt yn essinsje ta in steat fan hege wanorde. Dit idee liket miskien abstrakt en ûndúdlik. Om it konsept fan entropie better te begripen, kinne wy in statistyske oanpak brûke. It begripen fan it konsept fan entropie mei help fan in statistyske oanpak waard foar it earst brûkt troch Ludwig Boltzmann (1844–1906).
Oan it begjin fan dit artikel waard útlein dat entropie in kwantiteit is dy't de mikroskopyske steat fan in systeem beskriuwt. Kwantiteiten dy't makroskopyske steaten beskriuwe kinne direkt bekend wêze, mar kwantiteiten dy't mikroskopyske steaten beskriuwe kinne dat net. Om de mikroskopyske steat te begripen, kinne wy de relaasje tusken makroskopyske en mikroskopyske steaten ûndersykje.
Hawwe jo in munt fan hûndert rupiah? In munt fan hûndert rupiah hat twa kanten: ien kant toant in Garuda-fûgel en de oare kant toant it wurd 100 rupiah. Dus, bygelyks, as jo fjouwerhûndert rupiah-munten hawwe ... as jo alle fjouwerhûndert rupiah-munten op 'e flier smite, sille d'r fiif ferskillende útkomsten wêze yn ien smit:
Earst ferskine alle ôfbyldings fan 'e Garuda-fûgel (4 ôfbyldings);
Twadde, ferskine 3 ôfbyldings fan 'e Garuda-fûgel, 1 skrift fan hûndert rupiah (3 ôfbyldings, 1 skrift);
Tredde, ferskine 2 ôfbyldings fan 'e Garuda-fûgel, 2 wurden hûndert rupiah (2 ôfbyldings, 2 wurden);
Fjirde, 1 ôfbylding fan in Garuda-fûgel ferskynt, 3 wurden hûndert rupiah ferskine (1 ôfbylding, 3 wurden);
Fyfde, de wurden hûndert rupiah ferskine (4 wurden) ...
Wy neame dizze fiif mooglike ôfbyldings of skriften makroskopyske steaten (makro = grut). Omkeard, as wy de fjouwer munten as ôfbyldings of skriften foarstelle, jouwe wy mikroskopyske steaten oan (mikro = lyts).
Yn ien smiten binne der 16 mooglike mikroskopyske steaten (Elke munt hat twa kânsen. Fjouwer munten hawwe 16 kânsen = 2 x 2 x 2 x 2 = 2 4 = 16). De grutste kâns is dat 2 ôfbyldings en 2 skriften ferskine (Der binne 6 mooglike mikroskopyske steaten fan in totaal fan 16 mikroskopyske steaten - 6/16 x 100% = 37,5%). Oan 'e oare kant is de lytste kâns dat 4 ôfbyldings of 4 skriften ferskine (Elk hat 1 mooglike mikroskopyske steat - 1/16 x 100% = 6,25%). Wat wy hjir besprekke is allinich de kâns of kâns... As wy 16 kear munten smite, is it net wis dat 2 ôfbyldings en 2 skriften 6 kear ferskine. Mar as wy tûzenen kearen munten smite, kin de kâns dat 2 ôfbyldings en 2 skriften ferskine 37,5% benaderje.
It is better om it te bewizen... Smyt asjebleaft fjouwerhûndert rupiah-munten 100 kear op (1000 kear as jo kinne 😉). Registrearje de gegevens dy't jo yn ien worp krigen hawwe... Nei it 100 kear smiten fan 'e munten, sille jo fine dat 2 ôfbyldings en 2 skriften it faakst ferskine. Hoe mear it oantal worpen, hoe mear kâns op 2 ôfbyldings en 2 skriften dat jo krije, 37,5% fan it totale oantal worpen benaderet.
Earder hawwe wy mar nei 4 munten sjoen. As wy it oantal munten ferheegje, dan nimt it oantal mikroskopyske steaten ta. Bygelyks, wy hawwe 100 munten... Yn ien worp binne der 2 100 = 1,27 x 10³¹ mooglike mikroskopyske steaten... De grutste kâns is dat 50 ôfbyldings en 50 skriften ferskine (Der binne 1,01 x 10³¹ mooglike mikroskopyske steaten fan in totaal fan 1,27 x 10³¹ mikroskopyske steaten). Omkeard is de lytste kâns dat 100 ôfbyldings of 100 skriften ferskine (Elk hat mar 1 mooglike mikroskopyske steat fan in totaal fan 1,27 x 10³¹ mikroskopyske steaten). Hiel lyts en hast ûnmooglik... As wy 1000 munten hawwe, is de kâns dat 1000 ôfbyldings of 1000 skriften ferskine fansels noch lytser en hieltyd ûnmoogliker.
Om dit te relatearjen oan it konsept fan entropie, kinne wy oannimme dat alle ôfbyldings of alle tekst yn in oarderlike opset binne, wylst de helte fan 'e ôfbyldings en de helte fan 'e tekst yn in unregelmjittige opset binne. Hoe grutter it oantal munten, hoe lytser de kâns op in oarderlike opset (alle ôfbyldings of alle tekst) wurdt, en it wurdt hast ûnmooglik. Omkeard hat in unregelmjittige opset (de helte fan 'e ôfbyldings en de helte fan 'e tekst) in folle gruttere kâns. Ut dit resultaat docht bliken dat unregelmjittichheid nau besibbe is oan kâns. De meast wierskynlike steat is in unregelmjittige steat, wylst de meast ûnwierskynlike steat in oarderlike steat is.
De algemiene útspraak fan 'e twadde wet fan 'e thermodynamika, dy't wy earder besprutsen hawwe, stelt dat entropie, of wanorde, altyd tanimt yn elk ûnomkearber proses. Dizze útspraak fan 'e twadde wet fan 'e thermodynamika kin begrepen wurde as in kânsferklearring. Dit betsjut dat elk proses dat yn it universum foarkomt it proses is mei de grutste kâns of kâns. De twadde wet fan 'e thermodynamika ferbiedt gjin ôfname fan entropie yn elk ûnomkearber proses, mar de kâns is tige lyts, hast ûnmooglik. Omkeard hat in tanimming fan entropie in folle gruttere kâns. It oantal sinten dat wy earder ûndersochten wie mar 100 ... yn werklikheid binne d'r 6,02 x 1023 molekulen ... dit is in tige grut getal. De mooglike mikroskopyske steaten fan dit getal binne fansels tige grut, dus elke oarder hat in tige lytse, hast ûnmooglike, kâns ...
As wy in glês op 'e flier falle litte, kinne de glêsfragminen dy't oer de flier ferspraat binne wer gearkomme en in hiel glês foarmje lykas earder. Mar de kâns dat dit bart is sa lyts dat it ûnmooglik is ... as it glês noch yntakt is, is de posysje fan 'e molekulen oarderliker. As it glês falt oant it brekt, sadat de glêsfragminen oer de grûn ferspraat binne, rekket de posysje fan 'e molekulen yn ûnstjoer. De kâns om werom te gean nei in oarderlike posysje is sa lyts dat it ûnmooglik is om te ferwachtsjen dat de glêsmolekulen wer gearkomme. As wy in hjit objekt en in kâld objekt oanreitsje, sil waarmte fansels streame fan it hjitte objekt nei it kâlde objekt ... hjitte objekten hawwe molekulen dy't willekeurich en fluch bewege, oan 'e oare kant is de beweging fan 'e molekulen dy't kâlde objekten foarmje net heul fluch. De kâns dat dizze fluch bewegende molekulen tsjin elkoar oan botsje of oerstekke nei it kâlde objekt is folle grutter as de kâns op molekulen dy't stadich bewege ... wa't fluch is, krijt it 😉 waarmte kin fan in kâld objekt nei in hjit objekt bewege, mar de kâns dat dit bart is folle lytser.
De blauwe en reade knikkers yn 'e yllustraasje hjirboppe koenen weromgean nei harren oarspronklike, regelmjittige opset. Mar de kâns om werom te gean nei in oarderlike opset is folle lytser. In ûnregelmjittige opset hat in folle gruttere kâns. Likegoed is de frije útwreiding dy't gas yn in sletten kontener ûnderfynt. De kontener hat twa keamers, wêrby't de twa keamers skieden wurde troch in barriêre. Yn it earstoan is it gas yn 'e linker keamer. As de barriêre fuorthelle wurdt, sille de gasmolekulen nei de rjochter keamer streame. De rjochter keamer is leech, wylst de linker keamer molekulen befettet dy't willekeurich bewege. As de barriêre fuorthelle wurdt, hawwe de molekulen in hege kâns om yn 'e lege keamer te kommen. Nei't de molekulen it heule folume fan 'e kontener mei twa keamers fol hawwe, is it dan mooglik foar alle molekulen om de linker keamer wer te foljen? It is mooglik, mar de kâns is tige lyts. Allinnich al yn ien mol binne der 6,02 x 1023 molekulen ... de kâns dat alle molekulen yn 'e linker romte binne is 1 op in miljoen. Ien op in miljoen is in tige lytse en hast ûnmooglike kâns ...
De twadde wet fan 'e termodynamika fertelt ús dat elk proses dat yn it universum foarkomt it meast wierskynlike proses is. De rjochting wêryn in proses yn 'e natuer ferrint (rjochting hegere entropie) wurdt bepaald troch tafal of kâns ... wanorde hat in folle gruttere kâns om foar te kommen en is dêrom wierskynliker ...
Entropie = pylk fan tiid
Entropie wurdt ek wol de pylk fan 'e tiid neamd, om't it ús de rjochting fertelt wêryn't de tiid ferrint. De rjochting fan elk natuerlik proses is nei wanorde. As wy it tsjinoerstelde observearje, dat is, wanorde sels dy't yn oarder feroaret, kinne wy sizze dat it barren omkeard is. As wy fersprate glêsfragmenten op 'e flier wer byinoar sjogge en wer in hiel glês foarmje, kinne wy sizze dat it barren omkeard is. Dit bart noait yn ús deistich libben, en as it dat die, soe it de twadde wet fan 'e thermodynamika skeine. Yn dit gefal giet de tiid noait werom en feroaret wanorde noait automatysk yn oarder. It meast wierskynlike en konstante barren yn ús libben is dat oarder altyd nei wanorde giet; tiid giet altyd foarút, net efterút. As in âld persoan yn in poppe feroaret, soene wy dit as abnormaal en in oertreding fan 'e twadde wet fan 'e thermodynamika beskôgje.
