Vad är Entropy?
Entropy beskriver tendensen för system att gå från ett tillstånd av högre organisation till ett läge med lägsta organisation på molekylär nivå. 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 utrymmet som ett ämne sprider sig i, dess fasförändring från fast till vätska till gas eller dess position. I fysik är entropi en matematisk mätning av en förändring från större till mindre potentiell energi, relaterad till den andra lagen i termodynamik.
Entropi kommer från ett grekiskt ord som betyder "transformation". Denna definition ger oss inblick i varför saker till synes förvandlas utan anledning. System kan endast upprätthålla organisation på molekylär nivå så länge energi tillförs. 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. Detta beror på entropi, eftersom vattenmolekylerna tenderar att använda sin ackumulerade potentiella energi, släppa värme och sluta med en lägre potentialenergi.
Temperaturen är inte den enda transformation som är involverad i entropi. Förändringarna innebär alltid att man går från jämvikt till jämvikt, i överensstämmelse med att flytta till minskande ordning. Till exempel sprids molekyler alltid för att jämnt fylla en behållare. När vi droppar matfärgning i ett klart glas vatten, även om vi inte rör om det, kommer den enade koncentrationen av en droppe gradvis att spridas 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. Om 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 potentialenergi. Det omvandlas till rörelseenergi när objektet faller. Objektet slutar alltid med läget med lägsta möjliga potentiella energi, som att vila mot golvet.
I mer tekniska termer är entropi ett specifikt värde som mäter hur mycket energi som frigörs i ett system när det sätter sig i den lägsta potentiella energin. Entropi bedömer mängden störning, förstått som en värmeförändring, från en tidigare punkt till en senare tidpunkt. Detta måste hända i ett "stängt" system, där ingen energi läcker ut eller in. Teoretiskt kan det mätas, men praktiskt taget är det mycket svårt att skapa ett absolut slutet scenario. I matfärgsexemplet som anges ovan kan en del av livsmedelsfärgningslösningen förångas, en separat process från enhetlig distribution av ett löst ämne.