703 читали · 9 месяцев назад
Энтропия - что это такое? Простыми словами
Энтропия – понятие, которое может показаться сложным, но попробуем обсудить его простыми словами. Прежде всего, это термин из термодинамики, определяющий часть энергии системы, которая не может быть использована для совершения работы. Проще говоря, энтропия – мера беспорядка или случайности в системе. Чем выше энтропия, тем больше в ней нетронутой энергии и менее предсказуемо её состояние. Она появляется в разных областях знаний, включая не только физику, но и информатику, где оценивает количество информации...
Что такое энтропия простыми словами? Понятие энтропии применяется во многих и совершенно разных науках. Одно из самых общих и коротких определений энтропии звучит так. Энтропия - мера неупорядоченности системы. Ещё короче - это мера хаоса. Чем выше неупорядоченность тем выше энтропия. Проще всего понять что такое энтропия на примерах. Приведём несколько. У вас есть следующая система: стол, на столе лежат монеты. Вы можете с закрытыми глазами швырнуть монеты на стол - они упадут на него хаотично. Открыв глаза, картину которая перед вами предстанет, явно можно будет назвать беспорядком. В данном случае энтропия системы "стол с монетами" высока. Подумав над своим поведением вы можете собрать все монеты и разложить их по аккуратным стопочкам. Система "стол с монетами" станет явно более упорядоченной, особенно если разложить монеты соответственно их номиналу: 1-рублевые к 1-рублевым, десятки к десяткам и т.д. Энтропия снизится. Как известно, система "вселенная" активно стремится к увеличению энтропии. Видимо именно поэтому даже мысль о том, что вам может потребоваться раскладывать по стопкам, скажем, несколько сотен монет вызывает неприятную тяжесть и чувство ленивости. Можно привести ещё один простой пример с агрегатным состоянием воды. Кристаллическая решетка льда наиболее упорядоченна. Молекулы в ней двигаются с минимальной амплитудой. Состояние воды более свободно. Однако вода ещё достаточно упорядоченна. В ней постоянно возникают и исчезают водородные связи между молекулами, мешающими полной свободе движения. Водяной пар - самое неупорядоченное состояние для воды. Энтропия воды увеличивается в данном ряду от льда, через воду к пару. Через пример с агрегатными состояниями воды легко понять роль температуры для энтропии. Чем выше температура (чем больше выделяется по той или иной причине тепла) тем большей энтропией характеризуется какая-нибудь система. И наоборот если тепло поглощается, то энтропия системы уменьшается. Морозилка поглощая теплоту поставленной в неё жидкой воды превратит последнюю в лёд. Одним частым и интересным, относительно темы энтропии во вселенной, вопросом является проблема возникновения и развития жизни. Как возможно, что на Земле зародилась первая клетка, первое многоклеточное существо и так далее, ведь в это движение в сторону существенного нарастания порядка и уменьшения энтропии, когда вселенная вроде бы стремиться её увеличить. Ответ на этот вопрос должен быстро придти в голову после осознания роли температуры, описанной выше. К системе "Земля" подведён значительный источник энергии в роли которого выступает солнце. Можно говорить о том, что такая высокая упорядоченность системы "человек" существует благодаря серьёзному росту неупорядоченности системы "солнце". Вероятнее всего, как вы понимаете, энтропия системы "вселенная" даже несмотря на локальное её уменьшение из-за существования людей и прочих других высокоорганизованных животных, всё равно, в целом, увеличивается и "тепловая смерть вселенной" неумолимо приближается.