Εντροπία - το ... Η έννοια της εντροπίας. Πρότυπο εντροπία

Εντροπία - μια λέξη που πολλοί έχουν ακούσει, αλλά λίγοι καταλαβαίνουν. Και πρέπει να παραδεχτούμε ότι πριν συνειδητοποιήσει το τέλος η ουσία αυτού του φαινομένου είναι πραγματικά δύσκολο. Ωστόσο, αυτό δεν πρέπει να μας φοβίζει. Πολλά από αυτά που μας περιβάλλει, που, στην πραγματικότητα, μπορεί να εξηγηθεί μόνο επιφανειακά. Και δεν μιλάμε για την αντίληψη ή γνώση ενός συγκεκριμένου ατόμου. Όχι. Μιλάμε για το σύνολο της επιστημονικής γνώσης στη διάθεση της ανθρωπότητας.

Σοβαρές ελλείψεις δεν υπάρχουν μόνο στη γνώση της γαλαξιακής αναλογίες, για παράδειγμα, σε θέματα μαύρες τρύπες και σκουληκότρυπες, αλλά ότι μας περιβάλλει συνεχώς. Για παράδειγμα, ακόμα διαμάχη σχετικά με τη σωματική φύση του φωτός μακριά σε εξέλιξη. Και ποιος μπορεί να ταξινομήσετε μέσω της έννοιας του χρόνου; Τέτοια ζητήματα - μια μεγάλη ποικιλία. Αλλά σε αυτό το άρθρο θα περιγράψω εντροπία. Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες αγωνίζονται με την έννοια της «εντροπίας». Χημεία και Φυσική πάνε χέρι-χέρι στη μελέτη του μυστηριώδους φαινομένου. Εμείς θα προσπαθήσουμε να μάθουμε τι είχε γίνει γνωστή για την εποχή μας.

Εισαγωγή της έννοιας στον ακαδημαϊκό χώρο

Η έννοια της εντροπίας στους ειδικούς περιβάλλον εισήγαγε μια εξέχουσα Γερμανός μαθηματικός Rudolf Julius Emmanuel Clausius. Με απλά λόγια, ο επιστήμονας αποφάσισε να μάθετε τι πρέπει να κάνουν με την ενέργεια. Με ποια έννοια; Για να φανεί, ας μην αναφερθώ σε πολλά πειράματα και πολύπλοκη συλλογιστική, τα μαθηματικά και να λάβει ένα παράδειγμα πιο οικεία σε μας από την καθημερινή ζωή.

Θα πρέπει να είστε πολύ καλά ότι, όταν σας χρεώσει, ας πούμε, μια μπαταρία κινητού τηλεφώνου, το ποσό της ενέργειας που συσσωρεύεται στις μπαταρίες θα είναι μικρότερη που έχει λάβει από το δίκτυο. Υπάρχουν ορισμένες απώλειες. Στην καθημερινή ζωή έχουμε συνηθίσει σε αυτό. Αλλά το γεγονός ότι οι απώλειες αυτές εμφανίζονται σε άλλα κλειστά συστήματα. Για τους μαθηματικούς, φυσικούς, αυτό είναι ένα σοβαρό πρόβλημα. Η μελέτη του θέματος αυτού και εργάστηκε Rudolf Clausius.

Ως αποτέλεσμα, έφερε prelyubopytny γεγονός. Αν, πάλι, αφαιρέστε την περίπλοκη ορολογία, αυτό θα σημαίνει ότι η εντροπία - είναι η διαφορά μεταξύ της ιδανικής και της πραγματικής διαδικασίας.

Φανταστείτε ότι έχετε ένα κατάστημα. Και έχετε για την υλοποίηση των 100 κιλών κόστους γκρέιπφρουτ 10 MNT ανά κιλό. Κάνοντας ένα σημάδι στο 2 Ρυμουλκό για τα κιλά, που θα πάρετε από την πώληση του 1200 MNT θα δώσει έθεσε ευθέως το ποσό στον προμηθευτή και να αφήσετε τον εαυτό σας ένα κέρδος από διακόσια MNT.

Έτσι, ήταν μια τέλεια περιγραφή της διαδικασίας. Και κάθε έμπορος ξέρει, μέχρι τότε, θα πουλήσει στο σύνολό του γκρέιπφρουτ, θα έχουν το χρόνο να στεγνώσει κατά 15 τοις εκατό. Ένα 20 τοις εκατό και σαπίζει, και μόλις διαγραφεί. Αλλά αυτό είναι μια πραγματική διαδικασία.

Έτσι, η έννοια της εντροπίας, η οποία μπαίνει σε μια μαθηματική περιβάλλον, Rudolf Clausius, ορίζεται ως η σχέση ενός συστήματος στο οποίο η εντροπία αύξηση εξαρτάται από τη θερμοκρασία του συστήματος σε σχέση με την αξία του απόλυτο μηδέν. Στην πραγματικότητα, αυτό δείχνει την αξία του (χαμένο) σπατάλη ενέργειας.

Ο δείκτης μετρά το χάος

Ακόμα είναι δυνατόν να μοιραστούν κάποιες πεποιθήσεις υποστηρίζουν ότι η εντροπία - ένα μέτρο του χάους. Δηλαδή, αν λάβουμε ως ένα μοντέλο κλειστά συστήματα είναι συνήθως φοιτητικό δωμάτιο δεν καθαρίζεται από τις στολές τόπου θα πρέπει να χαρακτηρίζουν κάποια εντροπία. Αλλά η σημασία του σε αυτή την κατάσταση είναι μικρή. Αλλά αν εκτός από την διασκορπίσει τα παιχνίδια, φέρνουν ποπ κορν από την κουζίνα (φυσικά, μια μικρή ζημιά) και αφήστε ένα χάος στο τραπέζι όλα τα σχολικά βιβλία, η εντροπία του συστήματος (και στη συγκεκριμένη περίπτωση - το δωμάτιο) θα αυξηθεί απότομα.

σύνθετο θέμα

Εντροπία θέμα - πολύ δύσκολο να περιγράψει τη διαδικασία. Πολλοί επιστήμονες κατά τον τελευταίο αιώνα, συνέβαλαν στη μελέτη του μηχανισμού του έργου της. Επιπλέον, η έννοια της εντροπίας χρησιμοποιείται όχι μόνο για τα μαθηματικά και τη φυσική. Είναι επίσης μια καλά άξιζε θέση στην χημεία. Μερικοί τεχνίτες χρησιμοποιούν για να εξηγήσουν ακόμα και ψυχολογικές διεργασίες στις ανθρώπινες σχέσεις. Ας δούμε τη διαφορά στη διατύπωση των τριών φυσικοί. Κάθε ένα από αυτά αποκαλύπτει την εντροπία, από την άλλη πλευρά, και ο συνδυασμός τους θα μας βοηθήσει να σχεδιάσετε πιο συνεκτική εικόνα.

Clausius έγκριση

Δεν είναι δυνατή η μετάβαση από την θερμότητα του σώματος από ένα κατώτερο σώμα θερμοκρασίας σε ένα υψηλότερο.

Επιβεβαιώστε αυτό το αξίωμα είναι απλή. Ποτέ δεν θα είναι σε θέση να ζεσταθεί κρύα χέρια, ας πούμε, κατεψυγμένα μικρό κουτάβι όπως θα θέλαμε να τον βοηθήσει. Γι 'αυτό και πρέπει να το κολλήσει στην αγκαλιά της, όπου η θερμοκρασία είναι υψηλότερη από ό, τι είναι σήμερα.

έγκριση Thomson

Δεν μπορεί να επεξεργαστεί το αποτέλεσμα των οποίων θα ήταν εντελώς το έργο, λόγω της θερμότητας, που λαμβάνονται από έναν από τους οργανισμούς.

Και αν πολύ απλά, αυτό σημαίνει ότι είναι αδύνατο να κατασκευαστεί μια αέναη κίνηση μηχανής. Μην αφήνετε την εντροπία ενός κλειστού συστήματος.

Boltzmann Έγκριση

Η εντροπία δεν μπορεί να μειωθεί σε ένα κλειστό σύστημα, δηλαδή, εκείνοι που δεν λαμβάνουν εξωτερικής ενεργειακής επαναφόρτισης.

Η διατύπωση αυτή έχει κλονίσει την πίστη των πολλών υποστηρικτών της θεωρίας της εξέλιξης, και τους ανάγκασε να σκεφτούμε σοβαρά την παρουσία του σύμπαντος μια έξυπνη Δημιουργού. Γιατί;

Επειδή η προεπιλογή σε ένα κλειστό σύστημα, εντροπία αυξάνεται πάντοτε. Έτσι, επιδεινώνεται από το χάος. Zoom μπορεί να οφείλεται μόνο στην εξωτερική ενέργεια επαναφόρτισης. Και αυτός ο νόμος, βλέπουμε κάθε μέρα. Αν δεν αναλάβει τη φροντίδα του κήπου, το σπίτι, το αυτοκίνητο, και ούτω καθεξής. Ε, απλά θα καταστραφεί.

Σε megamasshtabah σύμπαν μας - είναι επίσης ένα κλειστό σύστημα. Και οι επιστήμονες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η ίδια η ύπαρξή μας θα πρέπει να αντανακλούν το γεγονός ότι κάπου υπάρχει αυτή η εξωτερική τροφοδοσία επαναφόρτισης. Ως εκ τούτου, δεν αποτελεί έκπληξη σήμερα ότι οι αστροφυσικοί πιστεύουν στο Θεό.

βέλος του χρόνου

Ένα άλλο πολύ έξυπνη απεικόνιση της εντροπίας μπορεί να παρασταθεί με το βέλος του χρόνου. Δηλαδή, η εντροπία δείχνει προς ποια κατεύθυνση θα κινηθεί η διαδικασία σωματικά.

Πράγματι, είναι μάλλον απίθανο να ακούσει την απόλυση του κηπουρού, θα αναμένουμε ότι η περιοχή για την οποία ήταν υπεύθυνος, θα είναι πιο ακριβής και καλά καλλωπισμένο. Ακριβώς το αντίθετο - αν δεν προσλαμβάνουν έναν άλλο υπάλληλο, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, ακόμα και το πιο όμορφο κήπο έρθει σε ερήμωση.

Εντροπία στη χημεία

Στην επιστήμη της «Χημείας» Η εντροπία είναι ένας σημαντικός δείκτης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η τιμή της επηρεάζει τις χημικές αντιδράσεις.

Ποιος δεν έχει δει τη σκηνή από την ταινία στην οποία οι χαρακτήρες με ακρίβεια μεταφέρεται στο δοχείο της νιτρογλυκερίνης, φοβούμενοι να προκαλέσει μια έκρηξη απερίσκεπτη απότομη κίνηση; Ήταν ένα οπτικό βοήθημα στην αρχή της εντροπίας σε χημική. Αν το σώμα της φτάσει σε ένα κρίσιμο σημείο, θα ήταν η αντίδραση που ξεκίνησε, η οποία οδήγησε σε μια έκρηξη.

Η διαταραχή σειρά

Τις περισσότερες φορές ισχυρίζονται ότι η εντροπία - είναι η επιθυμία να το χάος. Στην πραγματικότητα η λέξη «εντροπία» σημαίνει στροφή ή εκ περιτροπής. Έχουμε ήδη πει ότι χαρακτηρίζει τη δράση. Πολύ ενδιαφέρον σε αυτό το πλαίσιο, η εντροπία του αερίου. Ας προσπαθήσουμε να φανταστούμε πώς συμβαίνει.

Πάρτε ένα κλειστό σύστημα που αποτελείται από δύο συνδεόμενα δοχεία, καθένα από τα οποία είναι αέριο. Η πίεση στα δοχεία μέχρις ότου ήταν σφικτά διασυνδεδεμένο, ήταν διαφορετική. Φανταστείτε τι συνέβη σε μοριακό επίπεδο, όταν είναι μαζί.

Το πλήθος των μορίων είναι υπό μεγαλύτερη πίεση, αμέσως έσπευσαν να τους αδελφούς του, που ζούσαν μέχρι αρκετά ελεύθερα. Έτσι, έχουν αυξήσει την πίεση εκεί. Αυτό μπορεί να συγκριθεί με τον τρόπο που το πιτσίλισμα του νερού στο μπάνιο. Πέρασε πάνω σε μία πλευρά, που ορμά αμέσως στο άλλο. Ομοίως, το μόριο μας. Και μας απόλυτα απομονωμένο από εξωτερικές επιρροές, που θα ωθήσει το σύστημα όσο το να μην δημιουργήσει μια εξαιρετική ισορροπία σε ολόκληρο τον όγκο. Και τότε, όταν γύρω από κάθε μόριο θα είναι ακριβώς το ίδιο διάστημα ως γειτονικές και όλα τα υπόλοιπα. Και θα είναι η υψηλότερη εντροπία στη χημεία. Περιστροφές και μετασχηματισμοί σταματήσει.

Πρότυπο εντροπία

Οι επιστήμονες δεν έχουν εγκαταλείψει τις προσπάθειες τους να οργανώνουν και να ταξινομούν ακόμα χάος. Επειδή η εντροπία αξία εξαρτάται από ένα πλήθος σχετικών καταστάσεων, ο όρος «πρότυπο εντροπία» εισήχθη. Οι τιμές αυτών των προτύπων συνοψίζονται σε ειδικό πίνακα, ώστε να μπορείτε εύκολα να εκτελέσετε υπολογισμούς και να λύσει διάφορες εργασίες εφαρμογής.

Προκαθορισμένες τιμές σε κανονικές εντροπία θεωρώντας συνθήκες πίεσης της μίας ατμόσφαιρας και θερμοκρασία 25 βαθμούς Κελσίου. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνει η ταχύτητα αυξάνει επίσης.

Κώδικες και κρυπτογράφοι

Υπάρχουν επίσης πληροφορίες εντροπία. Έχει σχεδιαστεί για να βοηθήσει στην κρυπτογράφηση των κωδικοποιημένα μηνύματα. Για πληροφορίες εντροπία - είναι η πιθανότητα των πληροφοριών προβλεψιμότητας. Και αν πολύ απλά λόγια, είναι το πόσο εύκολο θα είναι να σπάσουμε την υποκλαπούν κρυπτογράφησης.

Πώς λειτουργεί; Με την πρώτη ματιά, φαίνεται ότι, χωρίς όμως οποιαδήποτε πηγή δεδομένων για να κατανοήσουμε το κωδικοποιημένο μήνυμα δεν μπορεί να είναι. Αλλά αυτό δεν είναι αλήθεια. Εδώ έρχεται στην πιθανότητα.

Φανταστείτε μια σελίδα με ένα κρυπτογραφημένο μήνυμα. Γνωρίζετε ότι η χρήση της ρωσικής γλώσσας, αλλά οι χαρακτήρες είναι εντελώς άγνωστα. Πού να αρχίσει; Σκεφτείτε: ποια είναι η πιθανότητα ότι η επιστολή θα ανταποκριθεί σε αυτή τη σελίδα «β»; Και η ευκαιρία να βρεθείτε σε το γράμμα «o»; Σύστημα, καταλαβαίνετε. Υπολογίζοντας τους χαρακτήρες που είναι η πιο κοινή (και λιγότερο πιθανό - είναι επίσης ένας σημαντικός δείκτης), καθώς και σε σχέση με τις ιδιαιτερότητες της γλώσσας στην οποία γράφτηκε το μήνυμα.

Επιπλέον, υπάρχουν συχνές, και σε ορισμένες γλώσσες και σταθερή συνδυασμούς γραμμάτων. Αυτή η γνώση χρησιμοποιείται επίσης για την αποκρυπτογράφηση. Με την ευκαιρία, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για την περίφημη ιστορία του Σέρλοκ Χολμς «Η περιπέτεια των ανδρών χορεύουν». Με τον ίδιο τρόπο για να σπάσει τους κωδικούς στην πορεία μέχρι τον Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο.

Και η εντροπία πληροφοριών έχει ως στόχο να αυξήσει την αξιοπιστία της κωδικοποίησης. Λόγω της προέρχεται τύπους Μαθηματικά μπορεί να αναλύσει και να βελτιώσει τις προτεινόμενες επιλογές shifrovschikami.

Επικοινωνία με σκοτεινή ύλη

Θεωρία που είναι μόνο περιμένουν να επιβεβαιωθεί, με πάρα πολλές. Ένα από αυτά αφορά το φαινόμενο της εντροπίας με ένα σχετικά πρόσφατα ανακάλυψαν τη σκοτεινή ύλη. Λέει ότι η χαμένη ενέργεια είναι απλά μετατρέπεται σε σκοτάδι. Οι αστρονόμοι υποθέτουν ότι το σύμπαν μας μόνο το 4 τοις εκατό πτώση για το θέμα, όπως την ξέρουμε. Και το άλλο 96 τοις εκατό απασχολούνται ανεξερεύνητη αυτή τη στιγμή - στο σκοτάδι.

Ένας τέτοιος τίτλος έλαβε οφείλεται στο γεγονός ότι δεν αλληλεπιδρά με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και εκπέμπει αυτό (όπως όλες οι γνωστές μέχρι εκείνη τη στιγμή τα αντικείμενα στο σύμπαν). Και ως εκ τούτου, σε αυτό το στάδιο της ανάπτυξης της επιστήμης μελέτη της σκοτεινής ύλης και τις ιδιότητές του δεν είναι δυνατή.