என்ட்ரோபி

என்ட்ரோபி பொருள்

முந்தைய விவாதத்தில், வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் பல குறிப்பிட்ட கூற்றுகளைப் பற்றிப் படித்தோம். இந்தக் குறிப்பிட்ட கூற்றுகள் சில மீளா செயல்முறைகளை மட்டுமே விளக்க முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. கிளாசியஸ் கூற்று வெப்பப் பரிமாற்றத்தையும், குளிர்சாதனப் பெட்டிகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையுடனான அதன் தொடர்பையும் மட்டுமே விளக்குகிறது. கெல்வின் மற்றும் பிளாங்க் கூற்றுகள் வெப்ப இயந்திரங்களின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையுடன் தொடர்புடையவை . அடிப்படையில், இந்த இரண்டு கூற்றுகளும் வெப்பப் பரிமாற்றத்துடன் தொடர்புடையவை. இந்த இரண்டு கூற்றுகளைப் பயன்படுத்தி விளக்க முடியாத வேறு பல மீளா செயல்முறைகளும் உள்ளன.

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் குறிப்பிட்ட கூற்றால் அனைத்து மீளாச் செயல்முறைகளையும் விளக்க முடியாது, எனவே நமக்கு ஒரு பொதுவான கூற்று தேவைப்படுகிறது. இந்தப் பொதுவான கூற்று, பிரபஞ்சத்தில் நிகழும் அனைத்து மீளாச் செயல்முறைகளையும் விளக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் பொதுவான கூற்று, பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், என்ட்ரோபி (S) எனப்படும் ஒரு அளவின் மூலம் மட்டுமே உருவாக்கப்பட்டது. என்ட்ரோபியை ஒழுங்கின்மையின் அளவீடாகக் கருதலாம். என்ட்ரோபி என்ற அளவு முதன்முதலில் கிளாசியஸால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது மற்றும் கார்னோ சுழற்சியிலிருந்து (ஒரு முழுமையான வெப்ப இயந்திரம்) பெறப்பட்டது. கிளாசியஸின் கூற்றுப்படி, ஒரு அமைப்பு நிலையான வெப்பநிலையில் கூடுதல் வெப்பத்தைப் (Q) பெறும்போது, ​​அந்த அமைப்பில் ஏற்படும் என்ட்ரோபி மாற்றத்தின் அளவு பின்வரும் சமன்பாட்டால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

என்ட்ரோபி என்பது ஒரு அமைப்பின் நுண்ணிய நிலையை விவரிக்கும் ஒரு அளவு, எனவே அதை நேரடியாக அளவிட முடியாது. நாம் என்ட்ரோபியில் ஏற்படும் மாற்றத்தை மட்டுமே ஆராய்கிறோம். இது வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியில் உள்ள ஆற்றல் மாற்றத்தைப் போன்றது.

உதாரணக் கேள்வி 1:

ஒரு கொள்கலனில் உள்ள வாயு, வெப்பப்பரிமாற்றமின்றி விரிவடைகிறது. அந்த வாயுவின் என்ட்ரோபி மாற்றம் என்ன?

கலந்துரையாடல்

ஒரு வெப்பமாறா செயல்முறையின் போது, ​​அமைப்பிற்குள் (வாயுவிற்குள்) வெப்பம் நுழைவதோ வெளியேறுவதோ இல்லை. Q = 0 என்பதால், Δ S = 0. அமைப்பின் என்ட்ரோபி மாறாமல் இருக்கும். வெப்பமாறா அமுக்கத்தைப் பற்றி என்ன? அதுவும் அடிப்படையில் ஒன்றுதான். வெப்பமாறா அமுக்கத்தின் போது, ​​அமைப்பிற்குள் வெப்பம் நுழைவதோ வெளியேறுவதோ இல்லை (Q = 0). எனவே, அமைப்பின் என்ட்ரோபி மாறாமல் இருக்கும்.

உதாரணக் கேள்வி 2:

ஒரு கார்னோ இயந்திரம் 500 K வெப்பநிலையில் 2000 J வெப்பத்தைப் பெற்று, வேலை செய்து, 350 K வெப்பநிலையில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பத்தை வெளியேற்றுகிறது. ஒரு சுழற்சியின் போது இயந்திரத்தில் வெளியேற்றப்பட்ட வெப்பத்தின் அளவு மற்றும் மொத்த என்ட்ரோபி மாற்றம் ஆகியவற்றைக் கண்டறியவும்.

கலந்துரையாடல்

அமைப்பு வெப்பத்தைப் பெற்றால், Q நேர்மறையாகவும், வெப்பத்தை வெளியிட்டால், Q எதிர்மறையாகவும் இருக்கும். இந்த நேர்விற்கான அமைப்பு ஒரு கார்னோ இயந்திரம் ஆகும்.

ஒரு சுழற்சியின் போது, ​​ஒரு கார்னோ இயந்திரம் இரண்டு மீளக்கூடிய சமவெப்ப செயல்முறைகளையும் (சமவெப்ப விரிவு + சமவெப்ப சுருக்கம்) மற்றும் இரண்டு மீளக்கூடிய வெப்பமாறா செயல்முறைகளையும் (வெப்பமாறா விரிவு மற்றும் வெப்பமாறா சுருக்கம்) மேற்கொள்கிறது. வெப்பமாறா விரிவு மற்றும் சுருக்க செயல்முறைகளின் போது, ​​அமைப்பிற்குள் வெப்பம் நுழைவதோ அல்லது வெளியேறுவதோ இல்லை (Q = 0). Q = 0 என்பதால், வெப்பமாறா செயல்முறையின் போது ஏற்படும் என்ட்ரோபி மாற்றம் = 0.

சமவெப்ப விரிவின் போது, ​​இயந்திரம் 500 K வெப்பநிலையில் 2000 J வெப்பத்தை (Q) உறிந்துகொள்கிறது. இயந்திரம் வெப்பத்தை உறிந்துகொள்வதால், Q நேர்மறையாகும். சமவெப்ப விரிவின் போது இயந்திரத்தின் என்ட்ரோபியில் ஏற்படும் மாற்றம்:

சமவெப்ப அமுக்கத்தின் போது, ​​இயந்திரம் 350 K வெப்பநிலையில் 1400 J வெப்பத்தை (Q) வெளியேற்றுகிறது. இயந்திரம் வெப்பத்தை வெளியேற்றுவதால், Q எதிர்மறை குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது. சமவெப்ப அமுக்கத்தின் போது இயந்திரத்தின் என்ட்ரோபி மாற்றம்:

மொத்த என்ட்ரோபி மாற்றம் = 4 J/K ‐ 4 J/K = 0

உதாரணக் கேள்வி 3:

^{ஒரு வெப்ப இயந்திரம் 300 °} C வெப்பநிலையில் 600 ஜூல் வெப்பத்தைப் (Q) பெற்று , வேலை செய்து, 100 ^° C வெப்பநிலையில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பத்தை வெளியேற்றுகிறது. ஒரு சுழற்சியின் போது இயந்திரத்தில் வெளியேற்றப்பட்ட வெப்பத்தின் அளவு மற்றும் மொத்த என்ட்ரோபி மாற்றம் ஆகியவற்றைக் கண்டறியவும்...

கலந்துரையாடல்

T _H = 300 K

Q _H = 600 J

T _L = 100 K

Q _L = ?

ஒரு சுழற்சியின் போது, ​​ஒரு கார்னோ இயந்திரம் இரண்டு மீளக்கூடிய சமவெப்ப செயல்முறைகளையும் (சமவெப்ப விரிவு + சமவெப்ப சுருக்கம்) மற்றும் இரண்டு மீளக்கூடிய வெப்பமாறா செயல்முறைகளையும் (வெப்பமாறா விரிவு மற்றும் வெப்பமாறா சுருக்கம்) மேற்கொள்கிறது. வெப்பமாறா விரிவு மற்றும் சுருக்க செயல்முறைகளின் போது, ​​அமைப்பிற்குள் வெப்பம் நுழைவதோ அல்லது வெளியேறுவதோ இல்லை (Q = 0). Q = 0 என்பதால், வெப்பமாறா செயல்முறையின் போது ஏற்படும் என்ட்ரோபி மாற்றம் = 0.

சமவெப்ப விரிவின் போது, ​​இயந்திரம் 300 K வெப்பநிலையில் 600 J வெப்பத்தை (Q) உறிந்துகொள்கிறது. இயந்திரம் வெப்பத்தை உறிந்துகொள்வதால், Q நேர்மறையாகும். சமவெப்ப விரிவின் போது இயந்திரத்தின் என்ட்ரோபியில் ஏற்படும் மாற்றம்:

சமவெப்ப அமுக்கத்தின் போது, ​​இயந்திரம் 100 K வெப்பநிலையில் 200 J வெப்பத்தை (Q) வெளியேற்றுகிறது. இயந்திரம் வெப்பத்தை வெளியேற்றுவதால், Q எதிர்மறை குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது. சமவெப்ப அமுக்கத்தின் போது இயந்திரத்தின் என்ட்ரோபி மாற்றம்:

மொத்த என்ட்ரோபி மாற்றம் = 2 J/K ‐ 2 J/K = 0

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி எண் 2 மற்றும் எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி எண் 3-இலிருந்து, ஒரு மீள்செயல்முறைக்கான மொத்த என்ட்ரோபி மாற்றம் = 0 எனத் தெரிகிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஒரு மீள்செயல்முறையில், மொத்த என்ட்ரோபி எப்போதும் மாறிலியாக இருக்கும்.

உதாரணக் கேள்வி 4:

^{2 கிலோகிராம் எடையுள்ள ஒரு பனிக்கட்டி 0 °} C வெப்பநிலையில் உள்ளது. அந்தப் பனிக்கட்டி ஒரு கொள்கலனில் வைக்கப்பட்டு சூரிய ஒளியில் வைக்கப்படுகிறது. காற்று மற்றும் சூரியனிலிருந்து கிடைக்கும் கூடுதல் வெப்பத்தின் காரணமாக, பனிக்கட்டி உருகுகிறது. பனிக்கட்டியின் என்ட்ரோபி மாற்றத்தைக் கண்டறியவும். (நீரின் உருகுதல் வெப்பம் = 3,34 x 10⁵ ^J /கிலோகிராம்)

கலந்துரையாடல்

பனிக்கட்டியின் நிறை = 2 கிலோகிராம்

பனிக்கட்டியின் வெப்பநிலை = 0 ^° C + 273 = 273 K

நீரின் உருகுதல் வெப்பம் = 3,34 x 10⁵ J/Kg

2 கிலோகிராம் பனிக்கட்டியை உருக்கி நீராக மாற்றுவதற்குத் தேவைப்படும் வெப்பம்:

Q = mL

Q = (2 கி.கி)(3,34 x 10 ⁵ ஜூல்/கி.கி)

Q = 6,68 x ^10³ J

Q = 668 x ^10³ J

பனிக்கட்டி நீராக மாறும் செயல்முறையின் போது, ​​வெப்பநிலை மாறாமல் இருக்கும். வெப்பநிலை மாறாமல் இருப்பதால், பனிக்கட்டியின் என்ட்ரோபி மாற்றம் கணக்கிடப்படுகிறது.

உதாரணக் கேள்வி 5:

^{26 °} C வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு குவளை நீரும், 22 ^° C வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு குவளை நீரும் கலக்கப்படுகின்றன. குவளையில் உள்ள நீரின் நிறை 2 கிலோகிராம் எனில், நீரின் என்ட்ரோபி மாற்றத்தைக் கண்டறியவும். சூடான நீரும் குளிர்ந்த நீரும் ஒரு மூடிய, நன்கு காப்பிடப்பட்ட கொள்கலனில் கலக்கப்படுகின்றன எனக் கருதுக. வெப்பப் பரிமாற்றம் ஒரு மீளாச் செயல்முறையாகும்.

கலந்துரையாடல்

நீரின் தன்வெப்பம் (c) = 4180 J/Kg C ^o

நீரின் நிறை = 2 கிலோகிராம் (நீரின் அதே நிறை).

நீரின் நிறை சமமாக இருப்பதால், கலவையின் இறுதி வெப்பநிலை = 24 ^° C (26 ^° C + 22 ^° C / 2 = 48 ^° C / 2 = 24 ^° C).

சுடுநீரின் வெப்பநிலை 26 ^° C இலிருந்து 24 ^° C ஆகக் குறையும்போது அது வெளியிடும் வெப்பத்தின் அளவு:

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

குளிர்ந்த நீரின் வெப்பநிலை 22°C இலிருந்து 24°C ஆக அதிகரிக்கும்போது அது உள்வாங்கிக்கொள்ளும் வெப்பத்தின் அளவு:

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

மொத்த என்ட்ரோபி மாற்றம் = வெந்நீரின் என்ட்ரோபி மாற்றம் + குளிர்நீரின் என்ட்ரோபி மாற்றம்

வெந்நீரின் சராசரி வெப்பநிலை = (26 ^° C + 24 ^° C) / 2 = 50 ^° C / 2 = 25 ^° C ‐‐‐‐ 25 + 273 = 298 K

குளிர்ந்த நீரின் சராசரி வெப்பநிலை = (22 ^° C + 24 ^° C) / 2 = 46 ^° C / 2 = 23 ^° C ‐‐‐‐ 23 + 273 = 296 K

வெந்நீர் வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது, எனவே Q எதிர்மறையாகும். இதற்கு நேர்மாறாக, குளிர்ந்த நீர் வெப்பத்தை உறிந்துகொள்கிறது, எனவே Q நேர்மறையாகும். Q குறியீட்டு மரபை (வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி) நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

Δ S மொத்தம் = Δ S சுடு நீர் + Δ S குளிர் நீர்

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

Δ S மொத்தம் = 0,379 J/K

மொத்த என்ட்ரோபி 0,379 J/K அளவு அதிகரிக்கிறது.

அமைப்பின் சில பகுதிகளின் என்ட்ரோபி குறைந்தாலும் (-56,107 J/K), அமைப்பின் சில பகுதிகளின் என்ட்ரோபி அதிக அளவில் (+ 56,486 J/K) அதிகரிப்பதால், மொத்த என்ட்ரோபி எப்போதும் (+ 0,379 J/K) அதிகரிக்கிறது.

மீளாச் செயல்முறையில் ஏற்படும் மொத்த என்ட்ரோபியின் அதிகரிப்பு என்பது, நாம் மேலே பகுப்பாய்வு செய்த சூடான மற்றும் குளிர்ந்த நீர்க் கலவைகளுக்கு இடையேயான வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்கு மட்டுமல்லாமல், விஞ்ஞானிகளால் ஆய்வு செய்யப்பட்ட அனைத்து நிகழ்வுகளுக்கும் பொருந்தும். செயல்முறை மீளக்கூடியதாக இருந்தால், மொத்த என்ட்ரோபி எப்போதும் மாறாமல் இருக்கும். செயல்முறை மீளாச் செயல்முறையாக இருந்தால், மொத்த என்ட்ரோபி எப்போதும் அதிகரிக்கும்.

அடிப்படையில், நமது அன்றாட வாழ்வில் உள்ள அனைத்து இயற்கை செயல்முறைகளும் மீள முடியாதவை, அதனால் மொத்த என்ட்ரோபி தவிர்க்க முடியாமல் அதிகரிக்கிறது. இந்த உண்மை பின்வரும் வரியில் சுருக்கமாகக் கூறப்பட்டுள்ளது:

மீளாச் செயல்முறையில், அமைப்பின் மற்றும் சுற்றுப்புறத்தின் மொத்த என்ட்ரோபி எப்போதும் அதிகரிக்கிறது.

சாய்வெழுத்துக்களில் உள்ள இந்த வாக்கியம், வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் ஒரு பொதுவான கூற்றாகும். வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, இயற்பியலின் மற்ற விதிகளிலிருந்து சற்றே வேறுபட்டது. பொதுவாக, இயற்பியல் விதிகள் சமன்பாடுகளாகவோ (எ.கா., நியூட்டனின் விதிகள்) அல்லது ஆற்றல் காப்பு விதிகளாகவோ (எ.கா., ஆற்றல் காப்பு விதி) வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன.

என்ட்ரோபி என்பது ஒழுங்கின்மையின் அளவீடு ஆகும்.

என்ட்ரோபியை ஒழுங்கின்மையின் அளவீடாகக் கருதலாம். வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் பொதுவான கூற்றின்படி, மீளாச் செயல்முறைகளில் ஒழுங்கின்மை அதிகரிக்க முனைகிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஒவ்வொரு மீளாச் செயல்முறையும் சாராம்சத்தில் ஒரு ஒழுங்கின்மை நிலைக்கு வழிவகுக்கிறது. இங்கு ஒழுங்கின்மை என்பதன் பொருள் தெளிவாக இல்லாமல் இருக்கலாம், எனவே அன்றாட வாழ்வில் நிகழும் மீளாச் செயல்முறைகளின் எடுத்துக்காட்டுகளைப் பயன்படுத்தி இது விளக்கப்படும்.

என்ட்ரோபி என்ற கருத்து, தொடக்கத்தில் ஆற்றல் வடிவ மாற்றங்கள் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றம் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய மீளாச் செயல்முறைகளுடன் மட்டுமே தொடர்புடையதாக இருந்தது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். ஒரு மாம்பழம் அதன் தண்டிலிருந்து விடுவிக்கப்பட்டு, தரையைத் தொடும் வரை தடையின்றி விழும்போது, ​​அது ஒருபோதும் மேல்நோக்கிச் சரிவதில்லை. நாம் தள்ளிவிட்டு நிறுத்தும் ஒரு புத்தகம், ஒருபோதும் நம்மை நோக்கித் திரும்பி நகர்வதில்லை. இவை ஆற்றல் வடிவ மாற்றங்கள் மற்றும் ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம் தொடர்பான மீளாச் செயல்முறைகளுக்கான சில எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். இந்தச் செயல்முறைகள் ஒரே திசையில் மட்டுமே நிகழ்கின்றன, ஆனால் ஒருபோதும் எதிர் திசையில் நிகழ்வதில்லை. ஒரு மாம்பழம் ஒருபோதும் தானாகவே மேல்நோக்கிச் சரிவதில்லை, ஏனெனில் அதன் அக ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது . ஒரு புத்தகம் ஒருபோதும் நம்மை நோக்கிச் சரிவதில்லை, ஏனெனில் உராய்வினால் உருவாகும் வெப்பம் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

பிரபஞ்சத்தில் நிகழும் மீளா செயல்முறைகள், ஆற்றல் வடிவங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றத்துடன் மட்டும் தொடர்புடையவை அல்ல. பிறந்த பிறகு, நாம் குழந்தைகள், சிறுவர்கள், பதின்ம வயதினர், பெரியவர்கள் என வளர்ந்து, பின்னர் வயதாகி, தளர்ந்து, இறுதியாக இறந்துவிடுகிறோம் 😉 ஒரு வயதானவர் குழந்தையாக மாறுவதை நீங்கள் எப்போதாவது பார்த்திருக்கிறீர்களா? ஒருபோதும் இல்லை… நாம் பயன்படுத்தும் கைபேசி காலப்போக்கில் மந்தமாகி சேதமடைகிறது… ஆரம்பத்தில் மென்மையாகவும் சக்தி வாய்ந்ததாகவும் இருந்த ஒரு புதிய கார், சில வருடங்கள் பயன்படுத்திய பிறகு மென்மை குறைந்து பலவீனமாகிவிடுகிறது. ஒரு பழைய கார் திடீரென்று மீண்டும் புதியதாக மாறுவதை நீங்கள் எப்போதாவது பார்த்திருக்கிறீர்களா? அல்லது உங்களுக்குப் பிடித்த கைபேசி ஒவ்வொரு நாளும் மென்மையாகவும் சிறப்பாகவும் மாறுவதைப் பார்த்திருக்கிறீர்களா? ஒருபோதும் இல்லை… பயன்படுத்திய பிறகு, கைபேசி மந்தமாகி சேதமடைகிறது. கார்களும் அப்படித்தான்… இவை ஆற்றல் வடிவங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றத்துடன் எந்த தொடர்பும் இல்லாத மீளா செயல்முறைகளுக்கான சில எடுத்துக்காட்டுகள்… இப்போது, ​​பிரபஞ்சத்தில் நிகழும் அனைத்து இயற்கை செயல்முறைகளும் மீளா செயல்முறைகள் என்பதை உணர்ந்த பிறகு, என்ட்ரோபி என்ற கருத்து விரிவடைகிறது. இந்த விவாதம் வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறைகளை மட்டும் உள்ளடக்காமல், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பல மீளா செயல்முறைகளையும் உள்ளடக்கியுள்ளது.

இப்போது, ​​அன்றாட வாழ்வில் நிகழும் சில மீளாச் செயல்முறைகளைப் பற்றி விவாதிப்போம். முதலில், ஒரு எளிய மீளாச் செயல்முறையைக் கருத்தில் கொள்வோம். இது ஒரு அறிமுகம் மட்டுமே, இதன் மூலம் நீங்கள் என்ட்ரோபி என்ற கருத்தையும், மீளாச் செயல்முறைகளுடனான அதன் தொடர்பையும் புரிந்துகொள்வீர்கள்.

உதாரணமாக, உங்களிடம் பல சிவப்பு மற்றும் நீல நிற கோலிகள் இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். அந்தக் கோலிகள் ஒரு கொள்கலனில் வைக்கப்பட்டுள்ளன. நீல நிற கோலிகள் அடியில் நேர்த்தியாகவும், சிவப்பு நிற கோலிகள் மேலே நேர்த்தியாகவும் அடுக்கப்பட்டுள்ளன (இடதுபுறப் படம்). கொள்கலனில் உங்கள் கோலிகளின் அமைப்பு மிகவும் ஒழுங்காகத் தெரிகிறது... அடியில் எல்லாம் நீலமாகவும், மேலே எல்லாம் சிவப்பாகவும் உள்ளது.

அடுத்து, நீங்கள் அந்தப் பாத்திரத்தை மேலும் கீழும் குலுக்க வேண்டும். பாத்திரம் மேலும் கீழும் அசைக்கப்படுவதால், ஆரம்பத்தில் மிகவும் ஒழுங்காக இருந்த கோலிகளின் அமைப்பு மீண்டும் ஒழுங்கற்றதாக மாறுகிறது (வலதுபுறப் படம்). சிவப்பு மற்றும் நீல நிறக் கோலிகள் ஒன்றாகக் கலந்துவிட்டன 😉 நீங்கள் எவ்வளவு அதிகமாகக் குலுக்குகிறீர்களோ, அவ்வளவு அதிகமாகக் கோலிகளின் அமைப்பு ஒழுங்கற்றதாகிறது… குலுக்கிய பிறகு, கோலிகளின் அமைப்பு முன்பிருந்ததைப் போல ஒழுங்காக மாறுவது சாத்தியமா? அது சாத்தியமில்லை… நீங்கள் நம்பவில்லை என்றால், தயவுசெய்து அதை நிரூபிக்கவும். கோலிகள் முன்பிருந்ததைப் போல ஒழுங்காக மாறுவது சாத்தியமற்றது… இது ஒரு மீளமுடியாத செயல்முறைக்கு எடுத்துக்காட்டு. ஒரு மீளமுடியாத செயல்முறைக்குப் பிறகு, ஆரம்பத்தில் மிகவும் ஒழுங்காக இருந்த கோலிகளின் அமைப்பு ஒழுங்கற்றதாக மாறுகிறது. ஒழுங்கு ஒழுங்கற்றதாக மாறிவிட்டது…

மற்ற மீளாச் செயல்முறைகளிலும் இதேதான் நிகழ்கிறது. நாம் ஒரு சூடான பொருளையும் ஒரு குளிர்ச்சியான பொருளையும் தொடும்போது, ​​வெப்பம் தானாகவே சூடான பொருளிலிருந்து குளிர்ச்சியான பொருளுக்குப் பாயும்... தொடர்பில் உள்ள இரண்டு பொருட்களும் ஒரே வெப்பநிலையை அடைந்த பிறகு வெப்பம் பாய்வது நின்றுவிடுகிறது. இந்தச் செயல்முறை மீளாத்தன்மை வாய்ந்தது... சரி, ஆரம்பத்தில் நம்மிடம் இரண்டு வகையான மூலக்கூறு அமைப்புகள் உள்ளன, அதாவது அதிக சராசரி இயக்க ஆற்றலைக் கொண்ட மூலக்கூறுகள் (சூடான பொருளை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகள்) மற்றும் குறைந்த சராசரி இயக்க ஆற்றலைக் கொண்ட மூலக்கூறுகள் (குளிர்ச்சியான பொருளை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகள்). சூடான பொருளும் குளிர்ச்சியான பொருளும் ஒரே வெப்பநிலையை அடைந்த பிறகு (மூலக்கூறுகள் ஒரே சராசரி இயக்க ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கும்போது), நம்மால் அந்த இரண்டு மூலக்கூறு அமைப்புகளையும் வேறுபடுத்திப் பார்க்க முடிவதில்லை. ஆரம்பத்தில் ஒழுங்காக இருந்த மூலக்கூறுகளின் அமைப்பு ஒழுங்கற்றதாக மாறுகிறது. மேலே உள்ள கோலிகளின் அமைப்பைப் போலவே... இரண்டு பொருட்களும் ஒரே வெப்பநிலையை அடைந்த பிறகு, மூலக்கூறுகளின் ஒழுங்கான அமைப்பு ஒழுங்கற்றதாக மாறுகிறது (மீளா வெப்பப் பரிமாற்றத்தால் இந்த ஒழுங்கற்ற தன்மை அதிகரிக்கிறது).

மேலும், ஒரு சூடான பொருளில் இருந்து ஒரு குளிர்ச்சியான பொருளுக்கு ஏற்படும் வெப்பப் பாய்வை, ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தில் உயர்-வெப்பநிலைப் பகுதியிலிருந்து குறைந்த-வெப்பநிலைப் பகுதிக்கு ஏற்படும் வெப்பப் பாய்வாகக் கருதலாம். உயர்-வெப்பநிலைப் பகுதியிலிருந்து குறைந்த-வெப்பநிலைப் பகுதிக்கு ஏற்படும் வெப்பப் பாய்வு, ஒரு வெப்ப இயந்திரம் வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது. வெப்பப் பாய்வு இல்லாமல் ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தால் வேலை செய்ய முடியாது. இவ்வாறு, ஒழுங்கின்மையின் அளவுக்கும் வேலை செய்யும் திறனுக்கும் இடையே ஒரு தொடர்பை நாம் நிறுவலாம். ஒரே வெப்பநிலையை அடைந்த பிறகு, சூடான பொருளில் இருந்து குளிர்ச்சியான பொருளுக்கு வெப்பப் பாய்வு நின்றுவிடுகிறது (ஒழுங்கின்மை அதிகரிக்கிறது). வெப்பப் பாய்வு இல்லாதது ஒரு வெப்ப இயந்திரம் வேலை செய்வதைத் தடுப்பதால், வேலை செய்ய முடியாத ஒரு அமைப்பு அதிக ஒழுங்கின்மையைக் கொண்டுள்ளது என்றும், வேலை செய்யக்கூடிய ஒரு அமைப்பு குறைந்த ஒழுங்கின்மையைக் கொண்டுள்ளது என்றும் நாம் கூறலாம்...

இந்த முடிவுகளிலிருந்து, ஆற்றல் வடிவங்களுக்கும் ஒழுங்கின்மையின் அளவுக்கும் இடையிலான உறவைப் பற்றி நாம் முடிவுகளை எடுக்கலாம். அடிப்படையில், வேலை செய்யப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஆற்றல் வடிவம் நிலை ஆற்றல் ஆகும். நீரின் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலை ஒரு டர்பைனை இயக்கப் பயன்படுத்தலாம். எண்ணெயில் உள்ள வேதியியல் நிலை ஆற்றலை ஒரு வாகனத்தை நகர்த்தப் பயன்படுத்தலாம். நம் உடலில் உள்ள வேதியியல் நிலை ஆற்றலை வேலை செய்ய, பயணிக்க, படிக்கப் பயன்படுத்தலாம்... ஒரு மாம்பழத்தின் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலை ஒரு வீட்டின் கூரையில் உள்ள கசிவைச் சரிசெய்யப் பயன்படுத்தலாம் 😉 பயனுள்ள ஆற்றல் வடிவங்களை வேலை செய்யப் பயன்படுத்த முடியும் என்பதால், பயனுள்ள ஆற்றல் வடிவங்கள் அதிக ஒழுங்கானவை என்றும், பயனற்ற ஆற்றல் வடிவங்கள் அதிக ஒழுங்கற்றவை என்றும் நாம் கூறலாம். பயனற்ற ஆற்றலின் வடிவங்கள் அக ஆற்றல் மற்றும் வெப்பம் ஆகும்... தரையில் விழுந்த பிறகு, மாம்பழம் மீண்டும் மேல்நோக்கிச் சரிவதில்லை, ஏனெனில் அக ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது...

நாம் புத்தகத்தைத் தள்ளிய பிறகு, புத்தகம் நகர்கிறது. உராய்வின் காரணமாக புத்தகம் நகர்வது நின்றுவிடுகிறது... இந்த நிலையில், புத்தகத்தின் இயக்க ஆற்றல் வெப்பமாக மாறியுள்ளது (உராய்வின் காரணமாக வெப்பம் உருவாகிறது). உண்மையில், அசையாமல் இருக்கும் புத்தகம் நம்மை நோக்கி மீண்டும் நழுவி வருவதில்லை, ஏனெனில் வெப்பம் இயக்க ஆற்றலாக மாறியுள்ளது... இந்த இரண்டு எடுத்துக்காட்டுகளும் வெப்பம் என்பது ஆற்றலின் இரண்டு பயனற்ற வடிவங்கள் என்பதைக் காட்டுகின்றன. பயனற்ற ஆற்றல் வடிவங்களை வேலை செய்யப் பயன்படுத்த முடியாது. எனவே, வெப்பத்திற்கும் அக ஆற்றலுக்கும் இடையே அதிக ஒழுங்கின்மை உள்ளது என்று நாம் கூறலாம்...

அடிப்படையில், ஆற்றலின் வடிவத்தை, அதாவது பயனுள்ள வடிவத்திலிருந்து பயனற்ற வடிவத்திற்கு மாற்றும் செயல்முறை, எப்போதும் ஒழுங்கின்மையை அதிகரிக்கிறது... வழக்கில் சொல்வதானால், ஆற்றலின் வடிவத்தை மாற்றும் செயல்முறையின் போது என்ட்ரோபி எப்போதும் அதிகரிக்கிறது... காலம் செல்லச் செல்ல என்ட்ரோபி எப்போதும் அதிகரிப்பதால், ஆற்றலின் அனைத்து பயனுள்ள வடிவங்களும் பயனற்ற வடிவங்களாக மாறும். ஆற்றலின் வடிவத்தை மாற்றும் செயல்முறையில் ஆற்றல் எப்போதும் பாதுகாக்கப்படும், ஆனால் ஒழுங்கான மற்றும் வேலை செய்யப் பயன்படக்கூடிய ஆற்றல் வடிவம், வேலை செய்யப் பயன்படுத்த முடியாத ஒழுங்கற்ற வடிவமாக மாறுகிறது...

என்ட்ரோபி மற்றும் புள்ளியியல்

முன்னர், என்ட்ரோபி என்பது ஒழுங்கின்மையின் ஓர் அளவீடு என்று விவாதித்தோம். ஒவ்வொரு மீளாச் செயல்முறையும் சாராம்சத்தில் உயர் ஒழுங்கின்மை நிலைக்கு இட்டுச் செல்கிறது. இந்தக் கருத்து அருவமானதாகவும் தெளிவற்றதாகவும் தோன்றலாம். என்ட்ரோபி எனும் கருத்தை நன்கு புரிந்துகொள்ள, நாம் ஒரு புள்ளியியல் அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தலாம். புள்ளியியல் அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி என்ட்ரோபி எனும் கருத்தைப் புரிந்துகொள்ளும் முறையை முதன்முதலில் லுட்விக் போல்ட்ஸ்மேன் (1844–1906) பயன்படுத்தினார்.

இக்கட்டுரையின் தொடக்கத்தில், என்ட்ரோபி என்பது ஒரு அமைப்பின் நுண்ணிய நிலையை விவரிக்கும் ஒரு அளவு என விளக்கப்பட்டது. பேரளவு நிலைகளை விவரிக்கும் அளவுகளை நேரடியாக அறிய முடியும், ஆனால் நுண்ணிய நிலைகளை விவரிக்கும் அளவுகளை அவ்வாறு அறிய முடியாது. நுண்ணிய நிலையைப் புரிந்துகொள்ள, பேரளவு மற்றும் நுண்ணிய நிலைகளுக்கு இடையிலான தொடர்பை நாம் ஆராயலாம்.

உங்களிடம் நூறு ரூபியா நாணயம் இருக்கிறதா? ஒரு நூறு ரூபியா நாணயத்திற்கு இரண்டு பக்கங்கள் உள்ளன: ஒரு பக்கத்தில் கருடப் பறவையும், மறுபக்கத்தில் '100 ரூபியா' என்ற வார்த்தையும் சித்தரிக்கப்பட்டிருக்கும். உதாரணமாக, உங்களிடம் நானூறு ரூபியா நாணயங்கள் இருந்தால்... அந்த நானூறு ரூபியா நாணயங்களையும் தரையில் எறிந்தால், ஒரே வீச்சில் ஐந்து விதமான விளைவுகள் ஏற்படும்:

முதலில், கருடப் பறவையின் அனைத்துப் படங்களும் (4 படங்கள்) தோன்றும்;

இரண்டாவதாக, கருடப் பறவையின் 3 படங்கள், நூறு ரூபாய் மதிப்புள்ள 1 எழுத்து ஆகியவை தோன்றுகின்றன (3 படங்கள், 1 எழுத்து);

மூன்றாவதாக, கருடப் பறவையின் 2 படங்கள் தோன்றுகின்றன, நூறு ரூபியா என்ற 2 வார்த்தைகள் (2 படங்கள், 2 வார்த்தைகள்);

நான்காவதாக, கருடப் பறவையின் ஒரு படம் தோன்றுகிறது, 'நூறு ரூபாய்' என்ற மூன்று வார்த்தைகள் தோன்றுகின்றன (1 படம், 3 வார்த்தைகள்);

ஐந்தாவதாக, 'நூறு ரூபியா' என்ற வார்த்தைகள் (4 வார்த்தைகள்) தோன்றுகின்றன...

சாத்தியமான இந்த ஐந்து படங்களையும் அல்லது எழுத்துக்களையும் நாம் பருநிலைகள் (macro = பெரிய) என்று அழைக்கிறோம். இதற்கு நேர்மாறாக, அந்த நான்கு நாணயங்களையும் படங்களாகவோ அல்லது எழுத்துக்களாகவோ நாம் குறிப்பிட்டால், நாம் நுண்நிலைகளைக் (micro = சிறிய) குறிப்பிடுகிறோம்.

ஒரு முறை நாணயத்தைச் சுண்டும்போது, ​​16 சாத்தியமான நுண்ணிய நிலைகள் உள்ளன (ஒவ்வொரு நாணயத்திற்கும் இரண்டு வாய்ப்புகள் உள்ளன. நான்கு நாணயங்களுக்கு 16 வாய்ப்புகள் உள்ளன = 2 x 2 x 2 x 2 = 2 4 = 16). 2 படங்கள் மற்றும் 2 எழுத்துக்கள் தோன்றுவதற்கான நிகழ்தகவு மிக அதிகம் (மொத்தமுள்ள 16 நுண்ணிய நிலைகளில் 6 சாத்தியமான நுண்ணிய நிலைகள் உள்ளன - 6/16 x 100% = 37,5%). மறுபுறம், 4 படங்கள் அல்லது 4 எழுத்துக்கள் தோன்றுவதற்கான நிகழ்தகவு மிகக் குறைவு (ஒவ்வொன்றிற்கும் 1 சாத்தியமான நுண்ணிய நிலை உள்ளது - 1/16 x 100% = 6,25%). நாம் இங்கு விவாதிப்பது வாய்ப்பு அல்லது நிகழ்தகவு பற்றி மட்டுமே... நாம் 16 முறை நாணயங்களைச் சுண்டினால், 6 முறையும் 2 படங்கள் மற்றும் 2 எழுத்துக்கள் தோன்றும் என்பது உறுதியல்ல. ஆனால் நாம் ஆயிரக்கணக்கான முறை நாணயங்களைச் சுண்டினால், 2 படங்கள் மற்றும் 2 எழுத்துக்கள் தோன்றுவதற்கான நிகழ்தகவு 37,5%-ஐ நெருங்கக்கூடும்.

இதை நிரூபிப்பது நல்லது... தயவுசெய்து நானூறு ரூபியா நாணயங்களை 100 முறை சுழற்றுங்கள் (முடிந்தால் 1000 முறை 😉). ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் கிடைக்கும் தரவைப் பதிவு செய்யுங்கள்... நாணயங்களை 100 முறை சுழற்றிய பிறகு, 2 படங்களும் 2 எழுத்துக்களும் தான் பெரும்பாலும் தோன்றுவதை நீங்கள் காண்பீர்கள். சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, 2 படங்களும் 2 எழுத்துக்களும் கிடைப்பதற்கான நிகழ்தகவு, மொத்த சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையில் 37,5%-ஐ நெருங்குகிறது.

முன்பு நாம் 4 நாணயங்களை மட்டுமே பார்த்தோம். நாணயங்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரித்தால், நுண்நிலைகளின் எண்ணிக்கையும் அதிகரிக்கும். உதாரணமாக, நம்மிடம் 100 நாணயங்கள் உள்ளன… ஒரு முறை சுண்டும்போது, ​​2¹⁰⁰ = 1,27 x 10³⁰ சாத்தியமான நுண்நிலைகள் உள்ளன… 50 படங்கள் மற்றும் 50 எழுத்துக்கள் தோன்றுவதற்கான நிகழ்தகவு மிக அதிகம் (மொத்தமுள்ள 1,27 x 10³⁰ நுண்நிலைகளில், 1,01 x 10²⁹ சாத்தியமான நுண்நிலைகள் உள்ளன). இதற்கு நேர்மாறாக, 100 படங்கள் அல்லது 100 எழுத்துக்கள் தோன்றுவதற்கான நிகழ்தகவு மிகக் குறைவு (மொத்தமுள்ள 1,27 x 10³⁰ நுண்நிலைகளில், ஒவ்வொன்றிற்கும் ஒரே ஒரு சாத்தியமான நுண்நிலை மட்டுமே உள்ளது). இது மிகவும் சிறியது மற்றும் கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது… நம்மிடம் 1000 நாணயங்கள் இருந்தால், 1000 படங்கள் அல்லது 1000 எழுத்துக்கள் தோன்றுவதற்கான நிகழ்தகவு நிச்சயமாக இன்னும் சிறியதாகவும், மேலும் மேலும் சாத்தியமற்றதாகவும் இருக்கும்.

இதை என்ட்ரோபி என்ற கருத்துடன் தொடர்புபடுத்திப் பார்க்கையில், எல்லாப் படங்களும் அல்லது எல்லா உரைகளும் ஒரு ஒழுங்கான அமைப்பில் இருப்பதாகவும், அதே சமயம் பாதிப் படங்களும் பாதி உரைகளும் ஒரு ஒழுங்கற்ற அமைப்பில் இருப்பதாகவும் நாம் கருதலாம். நாணயங்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, ஒரு ஒழுங்கான அமைப்பைப் (எல்லாப் படங்களும் அல்லது எல்லா உரைகளும்) பெறுவதற்கான நிகழ்தகவு அல்லது வாய்ப்பு குறைகிறது, மேலும் அது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றதாகிவிடுகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, ஒரு ஒழுங்கற்ற அமைப்புக்கு (பாதிப் படங்கள் மற்றும் பாதி உரை) மிக அதிக நிகழ்தகவு அல்லது வாய்ப்பு உள்ளது. இந்த முடிவிலிருந்து, ஒழுங்கின்மை என்பது நிகழ்தகவுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையது என்று தெரிகிறது. மிகவும் சாத்தியமான நிலை ஒரு ஒழுங்கற்ற நிலையாகும், அதே சமயம் மிகவும் சாத்தியமற்ற நிலை ஒரு ஒழுங்கான நிலையாகும்.

நாம் முன்னர் விவாதித்த வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் பொதுவான கூற்று, ஒவ்வொரு மீளாச் செயல்முறையிலும் என்ட்ரோபி அல்லது ஒழுங்கின்மை எப்போதும் அதிகரிக்கிறது என்று கூறுகிறது. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் இந்தக் கூற்றை ஒரு நிகழ்தகவுக் கூற்றாகப் புரிந்துகொள்ளலாம். இதன் பொருள், பிரபஞ்சத்தில் நிகழும் ஒவ்வொரு செயல்முறையும் மிக அதிக நிகழ்தகவு அல்லது வாய்ப்பைக் கொண்ட ஒன்றாகும். வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி ஒவ்வொரு மீளாச் செயல்முறையிலும் என்ட்ரோபி குறைவதைத் தடுக்கவில்லை, ஆனால் அதன் நிகழ்தகவு மிகச் சிறியது, கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது. இதற்கு நேர்மாறாக, என்ட்ரோபி அதிகரிப்பதற்கான நிகழ்தகவு மிகவும் அதிகம். நாம் முன்னர் கருத்தில் கொண்ட காசுகளின் எண்ணிக்கை 100 மட்டுமே... உண்மையில், ஒரு மோலில் 6,02 x 10²³ ^{மூலக்கூறுகள்} உள்ளன ... இது ஒரு மிகப் பெரிய எண். இந்த எண்ணிக்கையின் சாத்தியமான நுண்ணிய நிலைகள் நிச்சயமாக மிகப் பெரியவை, எனவே ஒழுங்கின் நிகழ்தகவு மிகச் சிறியது, கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது...

நாம் ஒரு கண்ணாடிக் குவளையைத் தரையில் போட்டால், தரையில் சிதறும் கண்ணாடித் துண்டுகள் மீண்டும் ஒன்றுசேர்ந்து முன்பிருந்ததைப் போலவே ஒரு முழு குவளையாக உருவாகலாம். ஆனால் இது நடப்பதற்கான வாய்ப்பு மிகவும் குறைவு, அதனால் அது சாத்தியமற்றது... குவளை உடையாமல் இருக்கும்போது, ​​மூலக்கூறுகளின் நிலை மிகவும் ஒழுங்காக இருக்கும். குவளை உடைந்து அதன் துண்டுகள் தரையில் சிதறும் வரை கீழே விழும்போது, ​​மூலக்கூறுகளின் நிலை ஒழுங்கற்றதாகிவிடுகிறது. மீண்டும் ஒரு ஒழுங்கான நிலைக்குத் திரும்புவதற்கான வாய்ப்பு மிகவும் குறைவு, அதனால் கண்ணாடி மூலக்கூறுகள் மீண்டும் ஒன்றுசேரும் என்று எதிர்பார்ப்பது சாத்தியமற்றது. நாம் ஒரு சூடான பொருளையும் ஒரு குளிர்ச்சியான பொருளையும் தொட்டால், வெப்பம் சூடான பொருளிலிருந்து குளிர்ச்சியான பொருளுக்குத் தானாகவே பாயும்... சூடான பொருட்களில் உள்ள மூலக்கூறுகள் ஒழுங்கற்றதாகவும் வேகமாகவும் நகரும், மறுபுறம் குளிர்ச்சியான பொருட்களை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகளின் இயக்கம் அவ்வளவு வேகமாக இருக்காது. மெதுவாக நகரும் மூலக்கூறுகளின் வாய்ப்பை விட, இந்த வேகமாக நகரும் மூலக்கூறுகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதுவதற்கோ அல்லது குளிர்ச்சியான பொருளைக் கடந்து செல்வதற்கோ அதிக வாய்ப்புள்ளது... யார் வேகமாக இருக்கிறார்களோ அவர்களுக்கே வெற்றி கிடைக்கும் 😉 வெப்பம் ஒரு குளிர்ச்சியான பொருளிலிருந்து ஒரு சூடான பொருளுக்குப் பாயலாம், ஆனால் இது நடப்பதற்கான வாய்ப்பு மிகவும் குறைவு.

மேலே உள்ள படத்தில் உள்ள நீல மற்றும் சிவப்பு நிற கோலிகள் அவற்றின் அசல், வழக்கமான அமைப்பிற்குத் திரும்பக்கூடும். ஆனால், ஒரு ஒழுங்கான அமைப்பிற்குத் திரும்புவதற்கான வாய்ப்பு மிகவும் குறைவு. ஒரு ஒழுங்கற்ற அமைப்பிற்கு அதிக வாய்ப்புள்ளது. இதேபோல், ஒரு மூடிய கொள்கலனில் வாயு அனுபவிக்கும் தடையற்ற விரிவாக்கத்திலும் இது பொருந்தும். அந்தக் கொள்கலனில் இரண்டு அறைகள் உள்ளன, அந்த இரண்டு அறைகளும் ஒரு தடுப்பால் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. ஆரம்பத்தில், வாயு இடது அறையில் உள்ளது. தடுப்பு அகற்றப்படும்போது, ​​வாயு மூலக்கூறுகள் வலது அறைக்குள் செல்லக் குவியும். வலது அறை காலியாக உள்ளது, அதேசமயம் இடது அறையில் சீரற்ற முறையில் நகரும் மூலக்கூறுகள் உள்ளன. தடுப்பு அகற்றப்படும்போது, ​​மூலக்கூறுகள் காலி அறைக்குள் செல்வதற்கு அதிக வாய்ப்புள்ளது. இரண்டு அறைகளைக் கொண்ட கொள்கலனின் முழு கொள்ளளவையும் மூலக்கூறுகள் நிரப்பிய பிறகு, அனைத்து மூலக்கூறுகளும் மீண்டும் இடது அறையை நிரப்ப முடியுமா? அது சாத்தியம்தான், ஆனால் அதன் நிகழ்தகவு மிகவும் குறைவு. ஒரு மோலில் மட்டும் 6,02 x 10²³ ^{மூலக்கூறுகள்} உள்ளன ... அனைத்து மூலக்கூறுகளும் இடது அறையில் இருப்பதற்கான நிகழ்தகவு பத்து லட்சத்தில் ஒன்று. பத்து லட்சத்தில் ஒன்று என்பது மிகச் சிறிய வாய்ப்பு மற்றும் கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது...

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, பிரபஞ்சத்தில் நிகழும் ஒவ்வொரு செயல்முறையும் மிகவும் நிகழக்கூடிய செயல்முறை என்று கூறுகிறது. இயற்கையில் ஒரு செயல்முறை முன்னேறும் திசை (அதிக என்ட்ரோபியை நோக்கி) தற்செயல் அல்லது நிகழ்தகவால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது... ஒழுங்கின்மை நிகழ்வதற்கான நிகழ்தகவு மிகவும் அதிகம், எனவே அது நிகழ்வதற்கான சாத்தியமும் அதிகம்...

என்ட்ரோபி = காலத்தின் அம்பு

என்ட்ரோபி, காலம் கடந்து செல்லும் திசையை நமக்குச் சொல்வதால், அது காலத்தின் அம்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு இயற்கைச் செயல்முறையின் திசையும் ஒழுங்கின்மையை நோக்கியே உள்ளது. இதற்கு நேர்மாறாக, அதாவது ஒழுங்கின்மையே ஒழுங்காக மாறுவதை நாம் கவனித்தால், அந்த நிகழ்வு தலைகீழாக மாறியுள்ளது என்று கூறலாம். தரையில் சிதறிக் கிடக்கும் கண்ணாடித் துண்டுகள் மீண்டும் ஒன்றுசேர்ந்து ஒரு முழுமையான கண்ணாடியாக உருவாவதை நாம் கண்டால், அந்த நிகழ்வு தலைகீழாக மாறியுள்ளது என்று கூறலாம். இது நமது அன்றாட வாழ்வில் ஒருபோதும் நடப்பதில்லை, ஒருவேளை நடந்தால், அது வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியை மீறுவதாக அமையும். இந்த நிலையில், காலம் ஒருபோதும் பின்னோக்கிச் செல்வதில்லை, ஒழுங்கின்மையும் ஒருபோதும் தானாகவே ஒழுங்காக மாறுவதில்லை. நமது வாழ்வில் மிகவும் சாத்தியமான மற்றும் நிலையான நிகழ்வு என்னவென்றால், ஒழுங்கு எப்போதும் ஒழுங்கின்மையை நோக்கியே நகர்கிறது; காலம் எப்போதும் முன்னோக்கிச் செல்கிறது, பின்னோக்கி அல்ல. ஒரு வயதானவர் குழந்தையாக மாறினால், அதை நாம் இயல்புக்கு மாறானது என்றும் வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியை மீறுவதாகவும் கருதுவோம்.