Entropy

Nkhani Yokhudza Kukhazikika kwa Zinthu

Mu zokambirana zapita, tinaphunzira mawu angapo enieni a lamulo lachiwiri la thermodynamics. Tiyenera kudziwa kuti mawu awa enieni amangofotokoza njira zina zosasinthika. Mawu a Clausius amangofotokoza kusamutsa kutentha ndi ubale wake ndi mfundo yogwirira ntchito ya mafiriji. Mawu a Kelvin ndi Planck akukhudzana ndi mfundo yogwirira ntchito ya injini zotenthetsera . Kwenikweni, mawu awiriwa akukhudzana ndi kusamutsa kutentha. Pali njira zina zambiri zosasinthika zomwe sizingathe kufotokozedwa pogwiritsa ntchito mawu awiriwa.

Mawu enieni a lamulo lachiwiri la thermodynamics sangathe kufotokoza njira zonse zosasinthika, kotero tikufunika mawu ambiri. Mawu onsewa akuyembekezeka kufotokoza njira zonse zosasinthika zomwe zimachitika m'chilengedwe chonse. Mawu onse a lamulo lachiwiri la thermodynamics adapangidwa pakati pa zaka za m'ma 1800, kudzera mu kuchuluka kotchedwa entropy (S). Entropy ingaganizidwe ngati muyeso wa chisokonezo. Kuchuluka kwa entropy kunayambitsidwa koyamba ndi Clausius ndipo kunachokera ku kayendedwe ka Carnot (injini yotenthetsera yoyenera). Malinga ndi Clausius, kukula kwa kusintha kwa entropy komwe kumachitika ndi dongosolo, pamene dongosolo limalandira kutentha kowonjezera (Q) pa kutentha kosasintha, kumawonetsedwa ndi equation:

Entropy ndi kuchuluka komwe kumafotokoza momwe zinthu zilili m'thupi ndipo motero sikungathe kuyezedwa mwachindunji. Timangoyang'ana kusintha kwa entropy. Kuli kofanana ndi kusintha kwa mphamvu mu lamulo loyamba la thermodynamics.

Chitsanzo cha funso 1:

Kuchuluka kwa mpweya mu chidebe kumakula ndi adiabatic. Kodi kusintha kwa entropy ya mpweya ndi kotani?

Zokambirana

Pa nthawi ya adiabatic, palibe kutentha komwe kumalowa kapena kutuluka mu dongosolo (mpweya). Popeza Q = 0, Δ S = 0. Entropy ya dongosolo imakhalabe yokhazikika. Nanga bwanji za kupsinjika kwa adiabatic? Ndizofanana kwenikweni. Pa nthawi ya kupsinjika kwa adiabatic, palibe kutentha komwe kumalowa kapena kutuluka mu dongosolo (Q = 0). Chifukwa chake, entropy ya dongosolo imakhala yokhazikika.

Chitsanzo cha funso 2:

Injini ya Carnot imalandira kutentha kwa 2000 J pa 500 K, imagwira ntchito ndipo imakana kutentha kwina pa 350 K. Dziwani kuchuluka kwa kutentha komwe kwakanidwa ndi kusintha konse kwa entropy mu injini panthawi imodzi.

Zokambirana

Ngati makina alandira kutentha, Q ndi yabwino, ngati makina atulutsa kutentha, Q ndi yabwino. Makina a pankhaniyi ndi injini ya Carnot.

Pa nthawi imodzi, injini ya Carnot imadutsa mu njira ziwiri zosinthika za isothermal (kukulitsa kwa isothermal + kupsinjika kwa isothermal) ndi njira ziwiri zosinthika za adiabatic (kukulitsa kwa adiabatic ndi kupsinjika kwa adiabatic). Pa nthawi yowonjezereka ndi kupsinjika kwa adiabatic, palibe kutentha komwe kumalowa kapena kutuluka mu dongosolo (Q = 0). Popeza Q = 0, kusintha kwa entropy panthawi ya adiabatic = 0.

Pakukulitsa kwa isothermal, injini imayamwa 2000 J ya kutentha (Q) pa kutentha (T) kwa 500 K. Chifukwa injini imayamwa kutentha, Q ndi yabwino. Kusintha kwa entropy ya injini panthawi yakukula kwa isothermal ndi:

Pa nthawi ya kupsinjika kwa isothermal, injini imakana kutentha kwa 1400 J (Q) pa kutentha kwa (T) kwa 350 K. Chifukwa injini imakana kutentha, Q ili ndi chizindikiro choipa. Kusintha kwa entropy ya injini panthawi ya kupsinjika kwa isothermal ndi:

Kusintha konse kwa entropy = 4 J/K - 4 J/K = 0

Chitsanzo cha funso 3:

Injini yotenthetsera imalandira ma Joules 600 a kutentha (Q) pa kutentha kwa 300 ^o C, imagwira ntchito ndikukana kutentha kwina pa kutentha kwa 100 ^o C. Dziwani kuchuluka kwa kutentha komwe kwakanidwa ndi kusintha konse kwa entropy mu injini panthawi imodzi...

Zokambirana

T _H = 300 K

Q _H = 600 J

T _L = 100 K

Q _L = ?

Pa nthawi imodzi, injini ya Carnot imadutsa mu njira ziwiri zosinthika za isothermal (kukulitsa kwa isothermal + kupsinjika kwa isothermal) ndi njira ziwiri zosinthika za adiabatic (kukulitsa kwa adiabatic ndi kupsinjika kwa adiabatic). Pa nthawi yowonjezereka ndi kupsinjika kwa adiabatic, palibe kutentha komwe kumalowa kapena kutuluka mu dongosolo (Q = 0). Popeza Q = 0, kusintha kwa entropy panthawi ya adiabatic = 0.

Pakukulitsa kutentha kwa isothermal, injini imayamwa 600 J ya kutentha (Q) pa kutentha (T) kwa 300 K. Chifukwa injini imayamwa kutentha, Q ndi yabwino. Kusintha kwa entropy ya injini panthawi yakukula kwa isothermal ndi:

Pa nthawi ya kupsinjika kwa isothermal, injini imakana kutentha kwa 200 J (Q) pa kutentha kwa (T) kwa 100 K. Chifukwa injini imakana kutentha, Q ili ndi chizindikiro choipa. Kusintha kwa entropy ya injini panthawi ya kupsinjika kwa isothermal ndi:

Kusintha konse kwa entropy = 2 J/K - 2 J/K = 0

Kuchokera pa funso nambala 2 ndi funso nambala 3, zikuwoneka kuti kusintha kwa entropy yonse pa njira yosinthika = 0. Mwa kuyankhula kwina, mu njira yosinthika, entropy yonse nthawi zonse imakhala yosasintha.

Chitsanzo cha funso 4:

Chidutswa cha ayezi cha 2 kg chimakhala ndi kutentha kwa 0 ^° C. Chidutswa cha ayezi chimayikidwa mu chidebe ndikuwotchedwa ndi dzuwa. Chifukwa cha kutentha kowonjezera kuchokera mumlengalenga ndi dzuwa, ayezi amasungunuka. Dziwani kusintha kwa entropy ya ayezi. (Kutentha kwa kusakanikirana kwa madzi = 3,34 x 105 ^J /Kg)

Zokambirana

Kulemera kwa ayezi = 2 kg

Kutentha kwa ayezi = 0 ^o C + 273 = 273 K

Kutentha kwa madzi osakanikirana = 3,34 x 10 5 J/Kg

Kutentha komwe kumafunika kuti asungunuke 2 kg ya ayezi m'madzi:

Q = mL

Q = (2 kg)(3,34 x 10 ⁵ J/Kg)

Q = 6,68 x 10 ⁵ J

Q = 668 x 10 ³ J

Pa nthawi yosungunuka (kusungunuka kwa ayezi kukhala madzi), kutentha kumakhala kofanana. Chifukwa kutentha kumakhala kofanana, kusintha kwa entropy ya ayezi kumawerengedwa.

Chitsanzo cha funso 5:

Galasi la madzi pa kutentha kwa 26 ^o C limasakanizidwa ndi galasi la madzi pa kutentha kwa 22 ^o C. Ngati kulemera kwa madzi mu galasi = 2 kg, dziwani kusintha kwa entropy ya madzi. Tiyerekeze kuti madzi otentha ndi madzi ozizira asakanizidwa mu chidebe chotsekedwa bwino komanso chotetezedwa bwino. Kusamutsa kutentha ndi njira yosasinthika.

Zokambirana

Kutentha kwa madzi enieni (c) = 4180 J/Kg C ^o

Unyinji wa madzi = 2 Kg (unyinji womwewo wa madzi).

Popeza kulemera kwa madzi ndi komweko, kutentha komaliza kwa chisakanizocho = 24 ^o C (26 ^o C + 22 ^o C / 2 = 48 ^o C / 2 = 24 ^o C).

Kuchuluka kwa kutentha komwe madzi otentha amatulutsa kutentha kwake kukachepa kuchokera pa 26 ^o C - 24 ^o 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

Kuchuluka kwa kutentha komwe madzi ozizira amayamwa kutentha kwake kukakwera kuchokera pa 22 o C - 24 o 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

Kusintha konse kwa entropy = Kusintha kwa entropy ya madzi otentha + kusintha kwa entropy ya madzi ozizira

Kutentha kwapakati pa madzi otentha = (26 ^o C + 24 ^o C) / 2 = 50 ^o C / 2 = 25 ^o C ‐‐‐ 25 + 273 = 298 K

Kutentha kwapakati pa madzi ozizira = (22 ^o C + 24 ^o C) / 2 = 46 ^o C / 2 = 23 ^o C ‐‐‐ 23 + 273 = 296 K

Madzi otentha amatulutsa kutentha, kotero Q ndi yoipa. Mosiyana ndi zimenezi, madzi ozizira amayamwa kutentha, kotero Q ndi yabwino. Kumbukirani lamulo la chizindikiro cha Q (lamulo loyamba la thermodynamics).

Δ S Yonse = Δ S madzi otentha + Δ S madzi ozizira

Δ S Chiwerengero = - 56,107 J/K + 56,486 J/K

Δ S Chiwerengero = 0,379 J/K

Entropy yonse imawonjezeka ndi 0,379 J/K

Ngakhale kuti entropy ya zigawo zina za dongosolo imachepa (-56,107 J/K), entropy ya zigawo zina za dongosolo imawonjezeka ndi kuchuluka kwakukulu (+ 56,486 J/K) kotero kuti entropy yonse imawonjezeka nthawi zonse (+ 0,379 J/K).

Kuwonjezeka kwa entropy yonse mu njira yosasinthika sikungogwira ntchito pa kusamutsa kutentha pakati pa madzi otentha ndi ozizira omwe tasanthula pamwambapa, komanso kumagwiranso ntchito pazochitika zonse zomwe asayansi aphunzira. Total entropy nthawi zonse imakhala yofanana ngati njirayo ndi yosinthika. Ngati njirayo ndi yosasinthika, total entropy imawonjezeka nthawi zonse.

Kwenikweni, njira zonse zachilengedwe m'miyoyo yathu ya tsiku ndi tsiku sizingasinthe, kotero kuchuluka kwa entropy kumawonjezeka mosalekeza. Izi zafotokozedwa mwachidule mu mzere wotsatira:

Mu njira yosasinthika, entropy yonse ya dongosolo ndi malo ozungulira nthawi zonse imawonjezeka.

Chiganizo chopendekekachi ndi chiganizo cha lamulo lachiwiri la thermodynamics. Lamulo lachiwiri la thermodynamics ndi losiyana pang'ono ndi malamulo ena a fizikisi. Kawirikawiri, malamulo achilengedwe amafotokozedwa ngati ma equation (monga malamulo a Newton) kapena ngati malamulo osungira (monga lamulo losunga mphamvu).

Entropy ndi muyeso wa chisokonezo

Entropy ingaganizidwe ngati muyeso wa chisokonezo. Pogwirizana ndi mawu onse a lamulo lachiwiri la thermodynamics, chisokonezo chimakonda kuwonjezeka mu njira zosasinthika. Mwanjira ina, njira iliyonse yosasinthika kwenikweni imabweretsa mkhalidwe wa chisokonezo. Tanthauzo la chisokonezo apa lingakhale losamveka bwino, kotero lidzafotokozedwa pogwiritsa ntchito zitsanzo za njira zosasinthika zomwe zimachitika tsiku ndi tsiku.

Ndikofunika kudziwa kuti lingaliro la entropy poyamba linkangogwirizana ndi njira zosasinthika zomwe zimaphatikizapo kusintha kwa mphamvu ndi kusamutsa mphamvu. Pambuyo potulutsidwa kuchokera ku tsinde lake ndikugwa momasuka mpaka litagunda pansi, mango samayenda mmwamba. Buku lomwe timalikankhira kenako nkuima silibwerera mmbuyo kwa ife. Izi ndi zitsanzo za njira zosasinthika zokhudzana ndi kusintha kwa mphamvu ndi kusamutsa mphamvu kuchokera ku chinthu chimodzi kupita ku china. Njirazi zimachitika mbali imodzi yokha, koma sizimachitika mbali ina. Mango samayenda mmwamba yokha chifukwa mphamvu yake yamkati imasinthidwa kukhala mphamvu ya kinetic . Buku silimayenda kwa ife chifukwa kutentha komwe kumapangidwa ndi kukangana kumasinthidwa kukhala mphamvu ya kinetic.

Njira zosasinthika zomwe zimachitika m'chilengedwe sizimangogwirizana ndi kusintha kwa mphamvu ndi kusamutsa mphamvu zokha. Tikabadwa, timakula kukhala makanda, ana, achinyamata, akuluakulu, kenako timakalamba ndi kuvunda ndipo pamapeto pake timafa 😉 Kodi mudawonapo munthu wokalamba akusintha kukhala khanda? Osatero… Foni yam'manja yomwe timagwiritsa ntchito imakhala yosalimba komanso yowonongeka pakapita nthawi… Galimoto yatsopano yomwe poyamba inali yosalala komanso yamphamvu imakhala yosalimba komanso yofooka mukaigwiritsa ntchito kwa zaka zingapo. Kodi mudawonapo galimoto yakale mwadzidzidzi ikusinthanso? ​​Kapena foni yanu yomwe mumakonda imakhala yosalala komanso yabwino tsiku lililonse? Osatero… Foni yam'manja ikagwiritsidwa ntchito, imakhala yosalimba komanso yowonongeka. Magalimoto ndi omwewo… Izi ndi zitsanzo za njira zosasinthika zomwe sizikugwirizana ndi kusintha kwa mphamvu ndi kusamutsa mphamvu…. Tsopano, titazindikira kuti njira zonse zachilengedwe zomwe zimachitika m'chilengedwe sizingasinthe, lingaliro la entropy limakhala lalikulu. Kukambiranaku sikungokhudza njira za thermodynamic komanso kumaphatikizapo njira zina zambiri zosasinthika m'chilengedwe.

Tsopano tiyeni tikambirane za njira zina zosasinthika zomwe zimachitika tsiku ndi tsiku. Choyamba, tiyeni tiganizire za njira yosavuta yosasinthika. Iyi ndi mawu oyamba chabe, kotero mukumvetsa lingaliro la entropy ndi ubale wake ndi njira zosasinthika.

Mwachitsanzo, tiyerekeze kuti muli ndi ma marble ofiira ndi abuluu angapo. Ma marble amaikidwa mu chidebe. Ma marble abuluu amakonzedwa bwino pansi, pomwe ma marble ofiira amakonzedwa bwino pamwamba (chithunzi chakumanzere). Kapangidwe ka ma marble anu mu chidebe kamawoneka bwino kwambiri… Pansi pake ndi pabuluu, pamwamba pake ndi pafiira.

Kenako, mumagwedeza kapena kugwedeza chidebecho mmwamba ndi pansi. Chifukwa chidebecho chimasunthidwa mmwamba ndi pansi, kakonzedwe ka ma marble omwe poyamba anali okhazikika kwambiri amasintha kukhala osakhazikika kachiwiri (chithunzi cholondola). Ma marble ofiira ndi abuluu amasakanikirana pamodzi 😉 Mukawagwedeza kwambiri, kakonzedwe ka ma marble kamakhala kosakhazikika kwambiri… Kodi n'zotheka kuti akagwedezeka, kakonzedwe ka ma marble kamakhala kokhazikika monga kale? N'zosatheka… Chonde tsimikizirani ngati simukukhulupirira. N'zosatheka kuti ma marble akhale okhazikika monga kale… Ichi ndi chitsanzo cha njira yosasinthika. Pambuyo pokumana ndi njira yosasinthika, kakonzedwe ka ma marble omwe poyamba anali okhazikika kwambiri amasintha kukhala osakhazikika…

Zomwezo zimachitikanso m'njira zina zosasinthika. Tikakhudza chinthu chotentha ndi chinthu chozizira, kutentha kumatuluka kokha kuchokera ku chinthu chotentha kupita ku chinthu chozizira… Kutentha kumasiya kuyenda zinthu ziwiri zomwe zikukhudzana zitafika kutentha komweko. Njirayi siingasinthe… Poyamba tili ndi makonzedwe awiri a mamolekyu, omwe ndi mamolekyu omwe ali ndi mphamvu yayikulu ya kinetic (mamolekyu omwe amapanga chinthu chotentha) ndi mamolekyu omwe ali ndi mphamvu yaying'ono ya kinetic (mamolekyu omwe amapanga chinthu chozizira). Chinthu chotentha ndi chinthu chozizira zitafika kutentha komweko (mamolekyu ali ndi mphamvu yofanana ya kinetic), sitingathenso kusiyanitsa makonzedwe awiri a mamolekyu. Makonzedwe a mamolekyu omwe poyamba anali okhazikika amasintha kukhala osasinthasintha. Mofanana ndi makonzedwe a ma marble pamwambapa… Zinthu ziwiri zitafika kutentha komweko, makonzedwe anthawi zonse a mamolekyu amasintha kukhala osasinthasintha (kusasinthasintha kumawonjezeka chifukwa cha kusamutsa kutentha kosasinthika).

Kuphatikiza apo, kuyenda kwa kutentha kuchokera ku chinthu chotentha kupita ku chinthu chozizira kungaganizidwe ngati kuyenda kwa kutentha kuchokera kudera lotentha kwambiri kupita kudera lotentha pang'ono mu injini yotenthetsera. Kuyenda kwa kutentha kuchokera kudera lotentha kwambiri kupita kudera lotentha pang'ono kumalola injini yotenthetsera kugwira ntchito. Injini yotenthetsera singagwire ntchito popanda kuyenda kwa kutentha. Chifukwa chake, titha kukhazikitsa ubale pakati pa kukula kwa chisokonezo ndi kuthekera kogwira ntchito. Tikafika kutentha komweko, sipadzakhalanso kuyenda kwa kutentha kuchokera ku chinthu chotentha kupita ku chinthu chozizira (chisokonezocho chimawonjezeka). Popeza kusakhalapo kwa kuyenda kwa kutentha kumalepheretsa injini yotenthetsera kugwira ntchito, tinganene kuti makina omwe sangathe kugwira ntchito ali ndi chisokonezo chachikulu, pomwe makina omwe amatha kugwira ntchito ali ndi chisokonezo chochepa…

Kuchokera ku zotsatirazi, titha kupeza mfundo zokhudza ubale pakati pa mitundu ya mphamvu ndi muyeso wa chisokonezo. Kwenikweni, mtundu wa mphamvu womwe ungagwiritsidwe ntchito kugwira ntchito ndi mphamvu yothekera. Mphamvu yokoka yamadzi ingagwiritsidwe ntchito kusuntha turbine. Mphamvu yokoka ya mankhwala mu mafuta ingagwiritsidwe ntchito kusuntha galimoto. Mphamvu yokoka ya mankhwala m'thupi lathu ingagwiritsidwe ntchito kugwira ntchito, kuyenda, kuphunzira… Mphamvu yokoka ya mango ingagwiritsidwe ntchito kukonza kutuluka kwa madzi padenga la nyumba 😉 Chifukwa mitundu yothandiza ya mphamvu ingagwiritsidwe ntchito kugwira ntchito, tinganene kuti mitundu yothandiza ya mphamvu ndi yolongosoka kwambiri, pomwe mitundu yopanda ntchito ya mphamvu ndi yosakhazikika. Mitundu ya mphamvu yopanda ntchito ndi mphamvu yamkati ndi kutentha… Pambuyo pogunda pansi, mango samayendanso mmwamba chifukwa mphamvu yamkati imasinthidwa kukhala mphamvu ya kinetic…

Tikakankhira buku, bukulo limasuntha. Kupezeka kwa kukangana kumapangitsa bukulo kusiya kuyenda… Pankhaniyi, mphamvu ya kinetic ya bukulo yasintha kukhala kutentha (kutentha kumabwera chifukwa cha kukangana). M'malo mwake, buku lomwe silikubwerera kwa ife chifukwa kutentha kwasintha kukhala mphamvu ya kinetic… Zitsanzo ziwirizi zikusonyeza kuti kutentha ndi mitundu iwiri yopanda ntchito ya mphamvu. Mitundu yopanda phindu ya mphamvu singagwiritsidwe ntchito kugwira ntchito. Chifukwa chake, tinganene kuti kutentha ndi mphamvu zamkati zili ndi kusakhazikika kwakukulu…

Mwachidule, njira yosinthira mawonekedwe a mphamvu, kuchoka pa mtundu wothandiza wa mphamvu kupita ku mtundu wopanda ntchito wa mphamvu nthawi zonse imawonjezera chisokonezo… Mu slang, entropy nthawi zonse imawonjezeka panthawi yosintha mawonekedwe a mphamvu… Chifukwa entropy nthawi zonse imawonjezeka pakapita nthawi, mitundu yonse yothandiza ya mphamvu idzasintha kukhala mitundu yopanda ntchito. Mphamvu nthawi zonse imasungidwa panthawi yosintha mawonekedwe a mphamvu, koma mawonekedwe a mphamvu omwe ali okonzedwa bwino ndipo angagwiritsidwe ntchito kugwira ntchito amasintha kukhala mawonekedwe osakhazikika ndipo sangagwiritsidwe ntchito kugwira ntchito…

Entropy ndi ziwerengero

Poyamba, tidakambirana kuti entropy ndi muyeso wa chisokonezo. Njira iliyonse yosasinthika imabweretsa vuto lalikulu. Lingaliro ili lingawoneke ngati losamveka bwino komanso losamveka bwino. Kuti timvetse bwino lingaliro la entropy, tingagwiritse ntchito njira yowerengera. Kumvetsetsa lingaliro la entropy pogwiritsa ntchito njira yowerengera kunagwiritsidwa ntchito koyamba ndi Ludwig Boltzmann (1844–1906).

Kumayambiriro kwa nkhaniyi, kunafotokozedwa kuti entropy ndi kuchuluka komwe kumafotokoza momwe zinthu zilili mu dongosolo. Kuchuluka komwe kumafotokoza momwe zinthu zilili mu macroscopic kumatha kudziwika mwachindunji, koma kuchuluka komwe kumafotokoza momwe zinthu zilili mu macroscopic sikungadziwike. Kuti timvetse momwe zinthu zilili mu macroscopic, titha kuwona ubale womwe ulipo pakati pa macroscopic ndi ma microscopic.

Kodi muli ndi ndalama ya rupiah zana? Ndalama ya rupiah zana ili ndi mbali ziwiri: mbali imodzi ikuwonetsa mbalame ya Garuda ndipo mbali inayo ikuwonetsa mawu akuti rupiah 100. Mwachitsanzo, ngati muli ndi ndalama za rupiah mazana anayi… ngati mutaya ndalama zonse za rupiah mazana anayi pansi, padzakhala zotsatira zisanu zosiyana pakuponya kamodzi:

Choyamba, zithunzi zonse za mbalame ya Garuda zimawonekera (zithunzi 4);

Chachiwiri, zithunzi zitatu za mbalame ya Garuda zikuwonekera, chimodzi cholembedwa cha ma rupiah zana limodzi (zithunzi zitatu, chimodzi cholembedwa);

Chachitatu, zithunzi ziwiri za mbalame ya Garuda zikuwonekera, mawu awiri a rupiah zana limodzi (zithunzi ziwiri, mawu awiri);

Chachinayi, chithunzi chimodzi cha mbalame ya Garuda chikuwonekera, mawu atatu a rupiah zana limodzi akuwonekera (chithunzi chimodzi, mawu atatu);

Chachisanu, mawu akuti zana limodzi la rupiah (mawu anayi) akuwonekera…

Timatcha zithunzi zisanu zomwe zingatheke kapena zolemba izi kuti macroscopic states (macro = large). Mosiyana ndi zimenezi, ngati tiyimira ndalama zinayi ngati zithunzi kapena zolemba, tikutanthauza ma microscopic states (micro = small).

Mu kuponya kamodzi, pali mikhalidwe 16 yotheka ya microscopic (Ndalama iliyonse ili ndi mwayi iwiri. Ndalama zinayi zili ndi mwayi 16 = 2 x 2 x 2 = 2 4 = 16). Mwayi waukulu ndi wakuti zithunzi ziwiri ndi zolemba ziwiri zimawonekera (Pali mikhalidwe 6 yotheka ya microscopic mwa mikhalidwe yonse 16 ya microscopic - 6/16 x 100% = 37,5%). Kumbali ina, mwayi wochepa kwambiri ndi wakuti zithunzi zinayi kapena zolemba zinayi zimawonekera (Chilichonse chili ndi mkhalidwe umodzi wotheka wa microscopic - 1/16 x 100% = 6,25%). Zimene tikukambirana pano ndi mwayi kapena mwayi wokha ... Ngati tiponya ndalama nthawi 16, sizotsimikizika kuti zithunzi ziwiri ndi zolemba ziwiri zidzawonekera nthawi 6. Koma ngati tiponya ndalama nthawi zikwizikwi, mwayi woti zithunzi ziwiri ndi zolemba ziwiri ziwonekere ukhoza kufika pa 37,5%.

Ndi bwino kutsimikizira... Chonde ponyani ndalama za rupiah mazana anayi nthawi 100 (nthawi 1000 ngati mungathe 😉). Lembani zomwe mwapeza poponya kamodzi... Mukaponya ndalamazo nthawi 100, mupeza kuti zithunzi ziwiri ndi zolemba ziwiri zimawonekera nthawi zambiri. Chiwerengero cha zoponya chikachuluka, mwayi wopeza zithunzi ziwiri ndi zolemba ziwiri umafika pa 37,5% ya chiwerengero chonse cha zoponya.

Poyamba tinkangoyang'ana ndalama 4 zokha. Ngati tiwonjezera chiwerengero cha ndalama ndiye kuti chiwerengero cha zinthu zosaoneka bwino chimawonjezeka. Mwachitsanzo, tili ndi ndalama 100… Pakuponya kamodzi, pali zinthu zosaoneka bwino 2 100 = 1,27 x 10 30… Mwayi waukulu ndi wakuti zithunzi 50 ndi zolemba 50 zidzawonekera (Pali zinthu zosaoneka bwino 1,01 x 10 29 mwa zinthu zosaoneka bwino 1,27 x 10 30). Mosiyana ndi zimenezi, mwayi wochepa kwambiri ndi wakuti zithunzi 100 kapena zolemba 100 zidzawonekera (Chilichonse chili ndi mkhalidwe umodzi wokha wa zinthu zosaoneka bwino mwa zinthu zosaoneka bwino 1,27 x 10 30). Zochepa kwambiri komanso zosatheka… Ngati tili ndi ndalama 1000, mwayi woti zithunzi 1000 kapena zolemba 1000 ziwonekere ndi wochepa kwambiri ndipo sungatheke.

Kuti tigwirizane ndi lingaliro la entropy, tingaganize kuti zithunzi zonse kapena zolemba zonse zili mu dongosolo lokonzedwa bwino, pomwe theka la zithunzi ndi theka la zolemba zili mu dongosolo losakhazikika. Chiwerengero cha ndalama chikakula, mwayi kapena mwayi wopeza dongosolo lokonzedwa bwino (zithunzi zonse kapena zolemba zonse) umakhala wochepa, ndipo zimakhala zosatheka. Mosiyana ndi zimenezi, dongosolo losakhazikika (theka la zithunzi ndi theka la zolemba) limakhala ndi mwayi waukulu kapena mwayi. Kuchokera pa zotsatirazi, zikuwoneka kuti kusakhazikika kumagwirizana kwambiri ndi kuthekera. Mkhalidwe wotheka kwambiri ndi mkhalidwe wosakhazikika, pomwe mkhalidwe wosayembekezereka kwambiri ndi mkhalidwe wokhazikika.

Mawu onse a lamulo lachiwiri la thermodynamics, lomwe tidakambirana kale, amanena kuti entropy, kapena chisokonezo, nthawi zonse chimawonjezeka mu njira iliyonse yosasinthika. Mawu awa a lamulo lachiwiri la thermodynamics amatha kumveka ngati mawu osonyeza kuthekera. Izi zikutanthauza kuti njira iliyonse yomwe imachitika m'chilengedwe chonse ndi yomwe ili ndi mwayi waukulu kapena mwayi waukulu. Lamulo lachiwiri la thermodynamics sililetsa kuchepa kwa entropy mu njira iliyonse yosasinthika, koma mwayiwo ndi wochepa kwambiri, ngakhale wosatheka. Mosiyana ndi zimenezi, kuwonjezeka kwa entropy kuli ndi mwayi waukulu kwambiri. Chiwerengero cha masenti omwe tidaganizira kale chinali 100 okha… kwenikweni, pali ^mamolekyu 6,02 x 1023 mu mole imodzi … iyi ndi nambala yayikulu kwambiri. Ma mikhalidwe owoneka bwino a nambala iyi ndi akulu kwambiri, kotero mwayi wa dongosolo ndi wochepa kwambiri, pafupifupi wosatheka…

Ngati tigwetsa galasi pansi, zidutswa zagalasi zomwe zabalalika pansi zimatha kusonkhananso ndikupanga galasi lonse monga kale. Koma mwayi woti izi zichitike ndi wochepa kwambiri kotero kuti sizingatheke ... galasi likadali bwino, malo a mamolekyu amakhala okonzedwa bwino. Galasi likagwa mpaka litasweka kotero kuti zidutswa zagalasi zabalalika pansi, malo a mamolekyu amakhala osakhazikika. Mwayi wobwerera pamalo okonzedwa bwino ndi wochepa kwambiri kotero kuti kuyembekezera kuti mamolekyu agalasi asonkhanitsidwenso ndikosatheka. Ngati tikhudza chinthu chotentha ndi chinthu chozizira, kutentha kudzayenda kokha kuchokera ku chinthu chotentha kupita ku chinthu chozizira ... zinthu zotentha zimakhala ndi mamolekyu omwe amayenda mwachisawawa komanso mwachangu, kumbali ina, kuyenda kwa mamolekyu omwe amapanga zinthu zozizira sikofulumira kwambiri. Mwayi woti mamolekyu othamanga awa agundane kapena kuwoloka kupita ku chinthu chozizira ndi waukulu kwambiri kuposa mwayi wa mamolekyu omwe amayenda pang'onopang'ono ... aliyense amene ali wothamanga amaupeza 😉 kutentha kumatha kusuntha kuchokera ku chinthu chozizira kupita ku chinthu chotentha, koma mwayi woti izi zichitike ndi wochepa kwambiri.

Ma marble abuluu ndi ofiira omwe ali pachithunzi pamwambapa akhoza kubwerera ku dongosolo lawo loyambirira komanso lokhazikika. Koma mwayi wobwerera ku dongosolo lokhazikika ndi wochepa kwambiri. Dongosolo losakhazikika lili ndi mwayi waukulu kwambiri. Momwemonso, ndi kufalikira kwaulere komwe kumachitika ndi mpweya mu chidebe chotsekedwa. Chidebecho chili ndi zipinda ziwiri, komwe zipinda ziwirizo zimalekanitsidwa ndi chotchinga. Poyamba, mpweyawo uli m'chipinda chakumanzere. Chotchinga chikachotsedwa, mamolekyu a mpweyawo amasonkhana kuti adutse m'chipinda chakumanja. Chipinda chakumanja chilibe kanthu, pomwe chipinda chakumanzere chili ndi mamolekyu omwe akuyenda mwachisawawa. Chotchinga chikachotsedwa, mamolekyu amakhala ndi mwayi waukulu wodutsa m'chipinda chopanda kanthu. Mamolekyu atadzaza voliyumu yonse ya chidebe chomwe chili ndi zipinda ziwiri, kodi zingatheke kuti mamolekyu onse adzazenso chipinda chakumanzere? N'zotheka, koma mwayi ndi wochepa kwambiri. Mu mole imodzi yokha, pali ^mamolekyu 6,02 x 1023 ... mwayi woti mamolekyu onse ali m'chipinda chakumanzere ndi 1 mwa mwayi wa miliyoni. Chimodzi mwa miliyoni ndi mwayi wochepa kwambiri ndipo pafupifupi sungatheke...

Lamulo lachiwiri la thermodynamics limatiuza kuti njira iliyonse yomwe imachitika m'chilengedwe ndi njira yomwe ingakhalepo kwambiri. Njira yomwe njira m'chilengedwe imapitilira (kupita ku entropy yapamwamba) imatsimikiziridwa ndi mwayi kapena mwayi ... chisokonezo chimakhala ndi mwayi waukulu woti chichitike ndipo motero chimakhala chotheka kwambiri ...

Entropy = muvi wa nthawi

Entropy imatchedwanso muvi wa nthawi chifukwa imatiuza komwe nthawi imadutsa. Njira ya chilengedwe chilichonse ikupita ku chisokonezo. Ngati tiwona zosiyana, ndiko kuti, chisokonezo chokha chikusintha kukhala dongosolo, tinganene kuti chochitikacho chasinthidwa. Ngati tiwona zidutswa zagalasi zobalalika pansi zikusonkhananso ndikupanga galasi lonse kachiwiri, tinganene kuti chochitikacho chasinthidwa. Izi sizichitika m'miyoyo yathu ya tsiku ndi tsiku, ndipo ngati zitachitika, zingaphwanye lamulo lachiwiri la thermodynamics. Pankhaniyi, nthawi sibwerera m'mbuyo ndipo chisokonezo sichimasintha chokha kukhala dongosolo. Chomwe chimachitika nthawi zonse m'miyoyo yathu ndichakuti dongosolo nthawi zonse limayenda kupita ku chisokonezo; nthawi nthawi zonse imayenda patsogolo, osati kubwerera m'mbuyo. Ngati munthu wokalamba asandulika khanda, tingaone izi ngati zachilendo komanso kuphwanya lamulo lachiwiri la thermodynamics.