انتروپی چیست

انتروپی چیست ؟ مفهوم انتروپی بیش از آنکه علمی باشد ما را درگیر موضوعات فلسفی می کند، زیرا انتروپی بر بی نظمی و تحولات و گوناگونی حالت های ماده و انرژی دلالت دارد، که گاه در نظر گرفتن تمامی آن ها از دایره شناخت و پیش بینی خارج شده و اینجاست که فلسفه به عنوان مقدمه و ادامه دهنده علوم وارد بحث و گمانه زنی می شود. شاید علم مقدمات فلسفه را تایید کند. در آن صورت شناخت علمی باز به مرزهایی خواهد رسید که مشاهدات و تجربیات مشخص و معینی در رابطه با آن وجود نداشته و یا حداقل تا مدت زمانی وجود ندارد. بنابراین بار دیگر گمانه زنی های فیلسوفانه و نظریه پردازی های مبتنی بر منطق و آرای فلسفی پا به میان می گذراند. این گونه است که فلسفه را مقدمه و ادامه علوم بدانیم. انتروپی نیز از جمله مفاهیم پیچیده و نسبتا مبهمی است که میدان را برای نظریه پردازی های فلسفی باز می گذارد. اما از نظر ترمودینامیکی می توان انتروپی را درجه ای برای تعیین مقدار بی نظمی در یک سیستم بسته یا حجم کنترل دانست. به عبارت دیگر هر چه انتروپی بیشتر باشد، درجه بی نظمی نیز بالاتر است.

انتروپی گازها نسبت به مایعات

چنانچه نظم درونی مواد، مورد نظر باشد، می توانیم بگوییم که انتروپی گازها نسبت به مایعات و مایعات نسبت به جامدات بیشتر است،زیرا بی نظمی در آن ها چنین نسبتی با هم دارند. چیزی که انتروپی را پیچیده تر و مرموزتر می کند، عدم امکان سنجش مستقیم آن به وسیله تجهیزات اندازه گیری است.

 جنبش و جوشش مولکولی

انتروپی را تنها می توان به صورت غیر مستقیم و از طریق به کارگیری روابط ریاضی تعیین نمود. به طور کلی اگر بخشی از مفهوم انتروپی را در جنبش و جوشش مولکولی مواد جستجو کنیم، می توان گفت سیستم ها در دماهای کمتر تمایل بیشتری به نظم از خود نشان می دهند و به همین نسبت،انتروپی آنها کمتر است. نماد انتروپی S و واحد آن J/MOL K یا BTU/Lb F است.همان گونه که مشخص است دما و جرم هر یک نقش اصلی در مقدار انتروپی دارند.

انرژی نیز قابلیت انجام کار است و به صورت های مختلفی به کار گرفته می شود و در این میان گرما نوعی انرژی پایه محسوب می شود و میل به بی نظمی در آن از هر صورت دیگری بیشتر است. از این رو مصادیق انتروپی در مورد گرما بارزتر و گویاتر است و بر همین اساس یکی از ارکان مقداری انتروپی، دما است ، آنچه به صورت مقدماتی در مورد انتروپی آمد، در قالب قواعد ترمودینامیکی شکلی منسجم تر و ریاضی وار به خود می گیرند. بنابر این در ادامه و به اختصار نگاهی به این قواعد خواهیم داشت.

مباحث ترمودینامیکی

مباحث ترمودینامیکی بر بستر چهار قانون که بیشتر مبتنی بر صحت تجربی هستند تحت عناوین قوانین صفرم، اول، دوم و سوم طرح می شود. قوانین صفرم و اول بستری برای طرح مباحث انرژی است، اما قوانین دوم و سوم قطع نظر از طرح مباحث مربوط به انرژی به طرح انتروپی نیز می انجامد.

• بر اساس قانون صفرم، چنانچه دو جسم با جسم سومی هم دما باشند با یکدیگر نیز هم دما هستند.
• بر اساس قانون اول، انرژی داخلی یا درونی تفاضلی است بین انرژی داده شده به یک سیستم و کار گرفته شده از آن.
• بر اساس قانون دوم، جهت جریان حرارت محدود و مشخص است. به این معنا که جریان حرارتی از جسم گرم به سرد است و عکس آن امکان پذیر نیست مگر آنکه کار انجام شود.
• بر اساس قانون سوم، صفر مطلق و یک دمای رسیدن به آن به معنای سکون مطلق است. رسیدن و یا پایین تر رفتن از چنین حدی غیر ممکن است