Niektóre rzeczy są powszechnie pewne, jak na przykład śmierć, podatki, druga zasada termodynamiki.Ten artykuł głównie z punktu widzenia fizyki ma wyjaśnić, dlaczego pomieszczenia nie trzeba sprzątać.
W 1824 roku francuski fizyk Nicolas Léonard Sadi Carnot po raz pierwszy zaproponował drugą zasadę termodynamiki, zastanawiając się nad działaniem silników parowych.Do dziś druga zasada termodynamiki nadal obowiązuje i staje się faktem niezmiennym.Bez względu na to, jak bardzo się starasz, nie możesz pozbyć się kontroli wynikającej z niepodważalnego wniosku, że entropia nigdy nie maleje w układach izolowanych.
Ile ułożenia cząsteczek powietrza
Jeśli otrzymasz pudełko powietrza do zmierzenia niektórych jego właściwości, twoją pierwszą reakcją może być wyjęcie linijki i termometru i zapisanie ważnych liczb, które brzmią naukowo, takich jak objętość, temperatura lub ciśnienie.W końcu liczby takie jak temperatura, ciśnienie i objętość dostarczają wszystkich informacji, na których Ci naprawdę zależy, i mówią wszystko o powietrzu w pudełku.Zatem sposób ułożenia cząsteczek powietrza nie jest ważny.Cząsteczki powietrza w pudełku są ułożone na wiele różnych sposobów, co może prowadzić do dokładnie tego samego ciśnienia, temperatury i objętości.Taka jest rola entropii.Te, których nie można zobaczyć, mogą nadal prowadzić do dokładnie tych samych obserwowalnych pomiarów przy różnych permutacjach, a pojęcie entropii opisuje dokładnie liczbę różnych permutacji.
Jak entropia zmienia się w czasie
Dlaczego wartość entropii nigdy nie maleje?Czyścisz podłogę mopem lub matą, myjesz okna ściereczką do kurzu i płynem do szyb, czyścisz sztućce szczotką do naczyń, czyścisz toaletę szczotką do WC, a ubrania czyścisz wałkiem do kłaczków i ściereczkami z mikrofibry.Po tym wszystkim wydaje Ci się, że w Twoim pokoju panuje porządek.Ale jak długo twój pokój może tak pozostać?Po pewnym czasie zdasz sobie sprawę, że wszystkie twoje wysiłki są daremne.
Ale dlaczego w Twoim pokoju nie może być czysto przez kilka następnych lat?Dzieje się tak dlatego, że dopóki zmienia się jedna rzecz w pokoju, cały pokój nie jest już uporządkowany.Przekonasz się, że w pokoju znacznie częściej będzie bałagan niż porządek, tylko dlatego, że istnieje zbyt wiele sposobów na zaśmiecenie pokoju.
Niezwykle wymagająca entropia
Podobnie nie możesz powstrzymać cząsteczek powietrza w pomieszczeniu, aby nagle nie zdecydowały się zbiorowo ruszyć w tym samym kierunku, stłocząc się w kącie i dusząc cię w próżni.Ale ruch cząsteczek powietrza jest kontrolowany przez niezliczone przypadkowe zderzenia i ruchy, niekończący się ruch molekularny.Jeśli chodzi o pokój, istnieje kilka sposobów na jego oczyszczenie, a istnieje niezliczona ilość sposobów na zaśmiecenie go.Różne „bałaganowe” aranżacje (takie jak kładzenie brudnych skarpetek na łóżku lub na komodzie) mogą prowadzić do tych samych pomiarów temperatury lub ciśnienia.Entropia wskazuje, na ile różnych sposobów można zmienić układ chaotycznego pomieszczenia, jeśli można uzyskać te same pomiary.
Czas publikacji: 29 sierpnia 2020 r