Vad är entropi?

Entropi beskriver tendensen för system att gå från ett tillstånd av högre organisation till ett tillstånd av lägsta organisation på molekylnivå.I ditt dagliga liv förstår du intuitivt hur entropi fungerar när du häller socker i ditt kaffe eller smälter en isbit i ett glas.Entropi kan påverka det utrymme som ett ämne sprider, dess fasförändring från fast till vätska till gas eller dess position.I fysiken är entropi en matematisk mätning av en förändring från större till mindre potentiell energi, relaterad till den andra lagen om termodynamik.

Entropi kommer från ett grekiskt ord som betyder, omvandling.Denna definition ger oss inblick i varför saker till synes förvandlas utan anledning.System kan endast upprätthålla organisationen på molekylnivå så länge energi tillsätts.Till exempel kommer vatten att koka bara så länge du håller en panna över lågor.Du lägger till värme, en form av kinetisk energi, för att påskynda molekylerna i vattnet.Om värmekällan tas bort kan vi alla gissa att vattnet gradvis kommer att svalna till ungefär rumstemperatur.Förändringarna innebär alltid att flytta från ojämvikt till jämvikt, i överensstämmelse med att flytta till minskande ordning.Till exempel sprids molekyler alltid ut för att enhetligt fylla en behållare.När vi droppar matfärgning i ett klart glas vatten, även om vi inte rör om det, kommer den förenade koncentrationen av en droppe gradvis att spridas ut tills varje del av vattnet har samma färgdensitet.

En annan typ av entropi som har att göra med synlig rörelse (i motsats till den osynliga rörelsen av värme) involverar tyngdkraften.Såvida vi inte lägger energi i ett system, som en arm och en boll, genom att hålla upp ett föremål, faller det mot marken.En förhöjd position har högre potentiell energi.Det omvandlas till kinetisk rörelseenergi när objektet faller.Objektet slutar alltid med positionen som lägsta möjliga potentiell energi, till exempel vilande mot golvet.

I mer tekniska termer är entropi ett specifikt värde som mäter hur mycket energi som släpps i ett system när det sätter sig in i den lägsta potentialenenergi.Entropi bedömer mängden störning, förstått som en förändring i värme, från en tidigare tidpunkt till en senare tidpunkt.Detta måste hända i ett stängt system, där ingen energi läcker in eller ut.Teoretiskt sett kan det mätas, men praktiskt taget är det mycket svårt att skapa ett absolut stängt scenario.I exemplet av livsmedelsfärg som anges ovan kan en del av matfärglösningen vara förångning, en separat process från den enhetliga fördelningen av ett lösta ämnet.