Hvad er Entropy?
Entropy beskriver tendensen for systemer til at gå fra en tilstand med højere organisation til en tilstand med laveste organisation på molekylært niveau. I dit daglige liv forstår du intuitivt, hvordan entropi fungerer, hver gang du hælder sukker i din kaffe eller smelter en isterning i et glas. Entropi kan påvirke det rum, som et stof spreder sig, dets faseændring fra faststof til væske til gas eller dets position. I fysik er entropi en matematisk måling af en ændring fra større til mindre potentiel energi, relateret til termodynamikens anden lov.
Entropi stammer fra et græsk ord, der betyder "transformation". Denne definition giver os indsigt i, hvorfor ting tilsyneladende forvandles uden grund. Systemer kan kun opretholde organisation på molekylært niveau, så længe der tilføjes energi. For eksempel koges vand kun, så længe du holder en gryde over flammer. Du tilføjer varme, en form for kinetisk energi, for at fremskynde molekylerne i vandet. Hvis varmekilden fjernes, kan vi alle gætte, at vandet gradvist vil afkøle til ca. stuetemperatur. Dette skyldes entropi, fordi vandmolekylerne har en tendens til at bruge deres akkumulerede potentielle energi, frigive varme og ende med en lavere potentiel energi.
Temperatur er ikke den eneste transformation, der er involveret i entropi. Ændringerne involverer altid at bevæge sig fra ubalance til ligevægt, i overensstemmelse med at flytte til faldende orden. For eksempel spredes molekyler altid for ensartet at udfylde en beholder. Når vi drypper madfarvning i et klart glas vand, selvom vi ikke rører det, vil den samlede koncentration af et dråbe gradvist sprede sig, indtil hver del af vandet har den samme farvetæthed.
En anden type entropi, der har at gøre med synlig bevægelse (i modsætning til den usynlige bevægelse af varme) involverer tyngdekraft. Medmindre vi sætter energi ind i et system, som en arm og en kugle, ved at holde en genstand op, falder den mod jorden. En forhøjet position har højere potentiel energi. Det konverteres til kinetisk bevægelsesenergi, når objektet falder. Objektet ender altid med placeringen med lavest mulig potentiel energi, såsom at hvile mod gulvet.
Mere teknisk set er entropi en specifik værdi, der måler, hvor meget energi der frigives i et system, når det sætter sig ned i den laveste potentielle energi. Entropi vurderer mængden af forstyrrelse, forstået som en ændring i varme, fra et tidligere punkt til et senere tidspunkt. Dette skal ske i et "lukket" system, hvor ingen energi lækker ind eller ud. Teoretisk set kan det måles, men praktisk talt er det meget vanskeligt at skabe et absolut lukket scenarie. I det ovenfor angivne madfarvefarveeksempel kan nogle af fødevarefarveopløsningen fordampe, en separat proces fra den ensartede fordeling af et opløst stof.