Was ist Entropie?

Entropie beschreibt die Tendenz, dass Systeme von einem Zustand einer höheren Organisation in einen Zustand der niedrigsten Organisation auf molekularer Ebene übergehen. In Ihrem täglichen Leben verstehen Sie intuitiv, wie Entropie funktioniert, wenn Sie Zucker in Ihren Kaffee gießen oder einen Eiswürfel in ein Glas schmelzen. Entropie kann den Raum beeinflussen, in den sich eine Substanz ausbreitet, ihre Phase von fest zu flüssig zu gas oder seiner Position ändert. In der Physik ist Entropie eine mathematische Messung einer Veränderung von größerer zu weniger potentieller Energie, die sich auf das zweite Gesetz der Thermodynamik bezieht. Diese Definition gibt uns Einblick, warum sich die Dinge ohne Grund scheinbar verwandeln. Systeme können die Organisation nur auf molekularer Ebene aufrechterhalten, solange Energie hinzugefügt wird. Zum Beispiel kocht Wasser nur, solange Sie eine Pfanne über Flammen halten. Sie fügen Wärme hinzu, eine Form kinetischer Energie, um die Moleküle im Wasser zu beschleunigen. Wenn die Wärmequelle entfernt wird, können wir alle erratenDass das Wasser allmählich bis zur Raumtemperatur abkühlt. Dies ist auf Entropie zurückzuführen, weil die Wassermoleküle dazu neigen, ihre akkumulierte potentielle Energie zu verbrauchen, Wärme freizusetzen und eine geringere potentielle Energie zu haben.

Temperatur ist nicht die einzige Transformation, die an der Entropie beteiligt ist. Die Veränderungen beinhalten immer die Überstellung von Ungleichgewicht zu Gleichgewicht, was mit einer Abnahme der Reihenfolge übereinstimmt. Zum Beispiel verteilten sich Moleküle immer so, dass sie einen Behälter gleichmäßig füllen. Wenn wir die Lebensmittelfärbung in einem klaren Glas Wasser tropfen, auch wenn wir es nicht umrühren, verteilt sich diese vereintes Konzentration eines Tropfens allmählich aus, bis sich jeder Teil des Wassers die gleiche Farbdichte aufweist.

Eine andere Art von Entropie, die mit sichtbarer Bewegung (im Gegensatz zur unsichtbaren Wärmebewegung) zu tun hat, beinhaltet die Schwerkraft. Wenn wir nicht Energie in ein System wie einen Arm und einen Ball setzen, indem wir ein Objekt hochhalten, fällt es TowarD der Boden. Eine erhöhte Position hat eine höhere potentielle Energie. Es wird in die kinetische Bewegungsergie umgewandelt, wenn das Objekt fällt. Das Objekt endet immer mit der Position einer niedrigstmöglichen möglichen potentiellen Energie, z. B. gegen den Boden ruhen.

In technischeren Begriffen ist Entropie ein spezifischer Wert, der misst, wie viel Energie in einem System freigesetzt wird, wenn sie sich in die niedrigste potentielle Energie einsetzt. Entropie bewertet die Menge an Störung, die von einem früheren Punkt zu einem späteren Zeitpunkt als Wärmeänderung verstanden wird. Dies muss in einem "geschlossenen" System geschehen, bei dem keine Energie ein- oder ausschließt. Theoretisch kann das gemessen werden, aber praktisch ist es sehr schwierig, ein absolut geschlossenes Szenario zu erstellen. In dem oben angegebenen Beispiel für Lebensmittelmalbilder könnte ein Teil der Lebensmittelfärbungslösung verdunstet sein, ein separater Prozess von der gleichmäßigen Verteilung eines gelösten Stoffes.