Entropija – terminas, vartojamas ne tik tiksliuosiuose, bet ir humanitariniuose moksluose. Bendru atveju tai yra atsitiktinumo, tam tikros sistemos netvarkingumo matas.
Kaip žinote, žmonija visada stengėsi kuo daugiau darbų perkelti ant mašinų ir mechanizmų pečių, tam naudodama kuo mažiau išteklių. Amžinasis variklis pirmą kartą buvo paminėtas XVI amžiaus arabų rankraščiuose. Nuo to laiko buvo pasiūlyta daug konstrukcijų, skirtų potencialiai amžinam varikliui. Netrukus, po daugelio nesėkmingų eksperimentų, mokslininkai suprato kai kuriuos gamtos ypatumus, vėliau nulėmusius termodinamikos pagrindus.
Amžinojo judesio mašinos brėžinys
Pirmasis termodinamikos dėsnis sako taip: norint atlikti termodinaminės sistemos darbą, reikalinga arba vidinė sistemos energija, arba išorinė energija iš papildomų šaltinių. Šis teiginys yra termodinaminis energijos tvermės dėsnis ir draudžia egzistuoti pirmos rūšies nuolatiniam varikliui – sistemai, kuri veikia neeikvodama energijos. Vieno iš šių variklių mechanizmas buvo pagrįstas vidine kūno energija, kurią galima paversti darbu. Pavyzdžiui, tai gali būti dėl pratęsimo. Tačiau žmonija nežino kūnų ar sistemų, kurios gali plėstis neribotai, vadinasi, anksčiau ar vėliau jų vidinė energija baigsis ir variklis sustos.
Kiek vėliau atsirado vadinamasis antrojo tipo amžinasis variklis, kuris neprieštaravo energijos tvermės dėsniui ir buvo pagrįstas aplinkinių kūnų darbui reikalingu šilumos perdavimo mechanizmu. Kaip pavyzdį jie pasirinko vandenyną, kurį vėsinant, ko gero, būtų galima gauti įspūdingą šilumos tiekimą. Tačiau 1865 metais vokiečių mokslininkas, matematikas ir fizikas R. Clausius apibrėžė antrąjį termodinamikos dėsnį: „pasikartojantis procesas negali egzistuoti, jei rezultatas yra tik šilumos perdavimas iš mažiau įkaitusio kūno į labiau įkaitintą, ir nieko. daugiau“. Vėliau jis pristatė entropijos sąvoką – tam tikrą funkciją, kurios pokytis lygus perduodamos šilumos kiekio ir temperatūros santykiui.
Po to nemažėjančios entropijos dėsnis tapo alternatyva antrajam termodinamikos dėsniui: „entropija nemažėja uždaroje sistemoje“.
Paprastais žodžiais
Kadangi entropija vyksta įvairiose žmogaus veiklos srityse, jos apibrėžimas yra kiek miglotas. Tačiau remiantis paprasčiausiais pavyzdžiais galima suprasti šio kiekio esmę. Entropija yra netvarkos laipsnis, kitaip tariant, neapibrėžtumas, netvarka. Tada gatvėje išsibarsčiusių popieriaus skiautelių, kurias vis dar periodiškai išmeta vėjas, entropija yra didelė. O popierių sistema, sulankstyta krūva ant darbastalio, turi minimalią entropiją. Norint sumažinti entropiją sistemoje su popieriaus atraižomis, tenka sugaišti daug laiko ir energijos suklijuojant popieriaus skiauteles į pilnus lapus ir sulenkiant į krūvą.
Uždarosios sistemos atveju viskas taip pat paprasta. Pavyzdžiui, jūsų daiktai yra uždaroje spintoje. Jei neveikiate jų iš išorės, atrodys, kad daiktai ilgą laiką išlaikys savo entropijos vertę. Tačiau anksčiau ar vėliau jie suirs. Pavyzdžiui, vilnonei kojinei suirti prireiks iki penkerių metų, o odiniams batams – apie keturiasdešimt metų. Aprašytu atveju spinta yra izoliuota sistema, o daiktų irimas – perėjimas nuo tvarkingų struktūrų į chaosą.
Apibendrinant reikia pažymėti, kad minimali entropija stebima įvairiems makroskopiniams objektams (tiems, kuriuos galima stebėti plika akimi), kurie turi tam tikrą struktūrą, o maksimali – vakuumui.
Visatos entropija
Atsiradus tokiai sąvokai kaip entropija, atsirado daug kitų teiginių ir fizikinių apibrėžimų, kurie leido detaliau apibūdinti gamtos dėsnius. Vienas iš jų yra toks dalykas kaip „grįžtami/negrįžtami procesai“. Pirmieji apima procesus, kurių sistemos entropija nedidėja ir išlieka pastovi. Negrįžtami – tokie procesai uždaroje sistemoje, kurių entropija didėja. Neįmanoma grąžinti uždaros sistemos į būseną prieš procesą, nes tokiu atveju entropija turėtų sumažėti.
Pasak Clausiaus, Visatos egzistavimas yra negrįžtamas procesas, kurio pabaigoje jos laukia vadinamoji „Šilumos mirtis“, kitaip – termodinaminė pusiausvyra, kuri egzistuoja uždaroms sistemoms. Tai reiškia, kad entropija pasieks maksimumą, o visi procesai tiesiog išnyks. Tačiau, kaip netrukus paaiškėjo, Rudolfas Clausius neatsižvelgė į gravitacijos jėgas, kurios yra visur visatoje. Pavyzdžiui, jų dėka dalelių pasiskirstymas esant didžiausiai entropijai neturi būti vienodas.
Taip pat prie kitų „terminės Visatos mirties“ teorijos trūkumų galima priskirti tai, kad mes nežinome, ar ji tikrai baigtinė, ir ar jai galima pritaikyti „uždarosios sistemos“ sąvoką. Taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad maksimalios entropijos būsena, kaip ir pats absoliutus vakuumas, yra tos pačios teorinės sąvokos kaip ir idealios dujos. Tai reiškia, kad iš tikrųjų entropija nepasieks didžiausios vertės dėl įvairių atsitiktinių nukrypimų.
Pastebėtina, kad regimasis savo tūryje išlaiko entropijos vertę. To priežastis yra daugeliui jau žinomas reiškinys – Visata. Šis įdomus sutapimas dar kartą įrodo žmonijai, kad gamtoje niekas nevyksta taip. Mokslininkų teigimu, pagal dydį entropijos reikšmė yra lygi esamų fotonų skaičiui.
- Žodis „chaosas“ reiškia pradinę visatos būseną. Tuo metu ji tebuvo beformis erdvės ir materijos rinkinys.
- Remiantis kai kurių mokslininkų tyrimais, didžiausias entropijos šaltinis yra supermasyvus. Tačiau kiti mano, kad dėl galingų gravitacinių jėgų, traukiančių viską į masyvų kūną, chaoso matas perkeliamas į supančią erdvę nereikšmingu kiekiu.
- Įdomu tai, kad žmogaus gyvenimas ir evoliucija yra nukreipta priešinga linkme nei chaosas. Mokslininkai teigia, kad tai įmanoma dėl to, kad per visą savo gyvenimą žmogus, kaip ir kiti gyvi organizmai, įgauna mažesnę entropijos vertę, nei suteikia aplinkai.
Entropija. Galbūt tai viena iš sunkiausiai suprantamų sąvokų, kurią galite sutikti fizikos kurse, bent jau kalbant apie klasikinę fiziką. Nedaug fizikos absolventų gali paaiškinti, kas tai yra. Tačiau daugumą problemų, susijusių su entropijos supratimu, galima išspręsti suprantant vieną dalyką. Entropija kokybiškai skiriasi nuo kitų termodinaminių dydžių, tokių kaip slėgis, tūris ar vidinė energija, nes tai ne sistemos savybė, o tai, kaip mes vertiname šią sistemą. Deja, termodinamikos eigoje jis paprastai vertinamas kaip lygiavertis su kitomis termodinaminėmis funkcijomis, o tai dar labiau padidina nesusipratimą.
Taigi, kas yra entropija?
Trumpai tariant
Entropija yra tai, kiek informacijos apie sistemą nežinote.
Pavyzdžiui, jei paklausite, kur aš gyvenu, ir aš atsakysiu: Rusijoje, tai mano entropija jums bus didelė, juk Rusija yra didelė šalis. Jei pasakysiu savo pašto kodą: 603081, tada mano entropija jums sumažės, kai gausite daugiau informacijos.
Pašto kodą sudaro šeši skaitmenys, todėl pateikiau šešis informacijos simbolius. Jūsų žinių apie mane entropija sumažėjo maždaug 6 simboliais. (Tiesą sakant, ne visai, nes kai kurie indeksai atitinka daugiau adresų, o kiti - mažiau, bet mes to nepaisysime).
Arba apsvarstykite kitą pavyzdį. Tarkime, aš turiu dešimt kauliukų (šešiakampių) ir juos išmetęs pranešu, kad jų suma yra 30. Žinodami tik tai, negalite pasakyti, kokie konkretūs skaičiai yra ant kiekvieno kauliuko – neturite pakankamai informacijos. Šie konkretūs skaičiai ant kaulų statistinėje fizikoje vadinami mikrobūsenomis, o bendras kiekis (mūsų atveju 30) vadinamas makrobūsenu. Yra 2 930 455 mikrobūsenos, kurios sumuojasi iki 30. Taigi šios makrobūsenos entropija yra maždaug 6,5 simbolio (pusė atsiranda dėl to, kad numeruojant mikrobūsenas eilės septintuoju skaitmeniu, ne visi skaitmenys jums prieinami, o tik 0, 1 ir 2).
O jei pasakyčiau, kad suma yra 59? Yra tik 10 galimų šios makrobūsenos mikrobūsenų, todėl jos entropija yra tik vienas simbolis. Kaip matote, skirtingos makrovalstybės turi skirtingą entropiją.
Dabar leiskite man pasakyti, kad pirmųjų penkių kauliukų suma yra 13, o kitų penkių suma yra 17, taigi bendra suma vėl yra 30. Tačiau šiuo atveju turite daugiau informacijos, todėl sistemos entropija turėtų būti lašas tau. Ir iš tiesų, 13 ant penkių kaulų galima gauti 420 skirtingų būdų, o 17 - 780, tai yra, bendras mikrobūsenų skaičius bus tik 420x780 = 327 600. Tokios sistemos entropija yra maždaug vienu simboliu mažesnė nei pirmasis pavyzdys.
Entropiją matuojame kaip simbolių, reikalingų mikrobūsenų skaičiui įrašyti, skaičių. Matematiškai šis skaičius apibrėžiamas kaip logaritmas, todėl entropiją žymėdami simboliu S, o mikrobūsenų skaičių simboliu Ω, galime rašyti:
Tai ne kas kita, kaip Boltzmanno formulė (iki koeficiento k, kuris priklauso nuo pasirinktų matavimo vienetų) entropijai. Jei makrobūsena atitinka vieną mikrobūseną, pagal šią formulę jos entropija lygi nuliui. Jei turite dvi sistemas, tada bendra entropija yra lygi kiekvienos iš šių sistemų entropijų sumai, nes log(AB) = log A + log B.
Iš aukščiau pateikto aprašymo tampa aišku, kodėl nereikėtų galvoti apie entropiją kaip į vidinę sistemos savybę. Sistema turi tam tikrą vidinę energiją, impulsą, krūvį, bet neturi tam tikros entropijos: dešimties kaulų entropija priklauso nuo to, ar žinai tik bendrą jų sumą, ar ir dalines penkių kaulų sumas.
Kitaip tariant, entropija yra tai, kaip mes apibūdiname sistemą. Ir tai labai skiriasi nuo kitų dydžių, su kuriais įprasta dirbti fizikoje.
Fizinis pavyzdys: dujos po stūmokliu
Klasikinė sistema, laikoma fizikoje, yra dujos inde po stūmokliu. Dujų mikrobūsena yra kiekvienos jų molekulės padėtis ir impulsas (greitis). Tai prilygsta kiekvieno kauliuko vertės žinojimui aukščiau pateiktame pavyzdyje. Dujų makrobūsena apibūdinama tokiais dydžiais kaip slėgis, tankis, tūris ir cheminė sudėtis. Tai tarsi ant kauliuko metamų verčių suma.
Makrobūseną apibūdinantys kiekiai gali būti susieti vienas su kitu per vadinamąją „būsenos lygtį“. Būtent šio ryšio buvimas leidžia, nežinant mikrobūsenų, nuspėti, kas nutiks mūsų sistemai, jei pradėsime ją šildyti ar judinti stūmoklį. Idealioms dujoms būsenos lygtis turi paprastą formą:
nors tikriausiai esate labiau susipažinęs su Clapeyrono-Mendelejevo lygtimi pV = νRT – tai ta pati lygtis, tik pridėjus porą konstantų, kurios jus suklaidintų. Kuo daugiau mikrobūsenų atitinka tam tikrą makrobūseną, tai yra, kuo daugiau dalelių yra mūsų sistemos dalis, tuo geriau ją apibūdina būsenos lygtis. Dujoms būdingos dalelių skaičiaus reikšmės yra lygios Avogadro skaičiui, tai yra, jos yra apie 1023.
Tokios reikšmės kaip slėgis, temperatūra ir tankis vadinamos vidurkiu, nes jos yra vidutinis pasireiškimas, nuolat keičiant vienas kitą mikrobūsenoms, atitinkančioms tam tikrą makrobūseną (arba, tiksliau, makrobūsenas, esančias šalia jo). Norint sužinoti, kokioje mikrobūsenoje yra sistema, reikia daug informacijos – reikia žinoti kiekvienos dalelės padėtį ir greitį. Šios informacijos kiekis vadinamas entropija.
Kaip keičiasi entropija pasikeitus makrobūsenai? Tai lengva suprasti. Pavyzdžiui, jei dujas šiek tiek pašildysime, tada padidės jų dalelių greitis, todėl padidės ir mūsų nežinojimo apie šį greitį laipsnis, tai yra, padidės entropija. Arba, jei padidinsime dujų tūrį greitai atitraukdami stūmoklį, padidės mūsų nežinojimo apie dalelių padėtį laipsnis, taip pat padidės entropija.
Standūs kūnai ir potenciali energija
Jei vietoj dujų laikysime kietą kūną, ypač su tvarkinga struktūra, pavyzdžiui, kristaluose, metalo gabalą, tada jo entropija bus maža. Kodėl? Nes žinant vieno atomo padėtį tokioje struktūroje, žinai visų kitų padėtį (jie taip pat išsidėstę taisyklingoje kristalinėje struktūroje), tačiau atomų greičiai nedideli, nes jie negali nuskristi toli nuo savo padėties ir tik šiek tiek svyruoja aplink pusiausvyros padėtį.
Jei metalo gabalas yra gravitaciniame lauke (pavyzdžiui, pakeltas virš Žemės paviršiaus), tada kiekvieno metalo atomo potencinė energija yra maždaug lygi kitų atomų potencinei energijai, o su tuo susijusi entropija. energijos yra mažai. Tai išskiria potencialią energiją nuo kinetinės energijos, kuri šiluminiam judėjimui gali labai skirtis nuo atomo iki atomo.
Jei metalo gabalas, pakeltas iki tam tikro aukščio, paleidžiamas, tai jo potenciali energija pavirs kinetine energija, tačiau entropija praktiškai nepadidės, nes visi atomai judės maždaug vienodai. Tačiau kai gabalas atsitrenks į žemę, smūgio metu metalo atomai įgaus atsitiktinę judėjimo kryptį, o entropija smarkiai padidės. Nukreipto judėjimo kinetinė energija bus paversta šiluminio judėjimo kinetine energija. Iki smūgio apytiksliai žinojome, kaip kiekvienas atomas juda, dabar šią informaciją praradome.
Antrojo termodinamikos dėsnio supratimas
Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad entropija (uždarosios sistemos) visada didėja. Dabar galime suprasti, kodėl: nes neįmanoma staiga gauti daugiau informacijos apie mikrobūsenas. Pametę dalį informacijos apie mikrobūseną (pvz., kai metalo gabalas atsitrenkia į žemę), nebegalėsite jos susigrąžinti.
Grįžkime prie kauliukų. Prisiminkite, kad makrobūsenos, kurios suma yra 59, entropija yra labai maža, tačiau ją gauti taip pat nėra taip paprasta. Jei mesti kauliuką vėl ir vėl, tada sumos (makrobūsenos), atitinkančios didesnį mikrobūsenų skaičių, iškris, tai yra, bus realizuotos didelės entropijos makrobūsenos. 35 suma turi didžiausią entropiją, ir būtent ši suma iškris dažniau nei kitos. Taip sako antrasis termodinamikos dėsnis. Bet kokia atsitiktinė (nekontroliuojama) sąveika padidina entropiją, bent jau tol, kol ji pasiekia maksimumą.
Dujų maišymas
Ir dar vienas pavyzdys, sustiprinantis tai, kas buvo pasakyta. Tarkime, kad turime konteinerį, kuriame yra dvi dujos, atskirtos pertvara, esančia konteinerio viduryje. Vienų dujų molekules pavadinkime mėlynomis, o kitų – raudonomis.
Jei atidarysite pertvarą, dujos pradės maišytis, nes mikrobūsenų, kuriose maišomos dujos, skaičius yra daug didesnis nei mikrobūsenų, kuriose jos yra atskirtos, ir visos mikrobūsenos yra natūraliai vienodai tikėtinos. Kai atidarėme pertvarą, kiekvienai molekulei praradome informaciją apie tai, kurioje pertvaros pusėje ji dabar yra. Jei buvo N molekulių, tada buvo prarasta N informacijos bitų (bitai ir simboliai šiame kontekste iš tikrųjų yra tas pats ir skiriasi tik tam tikru pastoviu koeficientu).
Susidoroti su Maksvelo demonu
Ir galiausiai, panagrinėkime garsiojo Maksvelo demono paradokso paradigmos sprendimą. Leiskite jums priminti, kad tai yra taip. Tarkime, kad turime sumaišytas mėlynos ir raudonos molekulių dujas. Pastatykime pertvarą atgal, padarydami joje nedidelę skylutę, į kurią įstatysime įsivaizduojamą demoną. Jo užduotis yra leisti tik raudonus iš kairės į dešinę, o tik mėlynus iš dešinės į kairę. Akivaizdu, kad po kurio laiko dujos vėl bus atskirtos: visos mėlynos molekulės bus pertvaros kairėje, o visos raudonos – dešinėje.
Pasirodo, mūsų demonas sumažino sistemos entropiją. Demonui nieko neatsitiko, tai yra, jo entropija nepasikeitė, o mūsų sistema buvo uždaryta. Pasirodo, radome pavyzdį, kai neišsipildo antrasis termodinamikos dėsnis! Kaip tai buvo įmanoma?
Tačiau šis paradoksas išsprendžiamas labai paprastai. Juk entropija yra ne sistemos, o mūsų žinių apie šią sistemą savybė. Jūs ir aš mažai žinome apie sistemą, todėl mums atrodo, kad jos entropija mažėja. Tačiau mūsų demonas apie sistemą žino daug – norėdamas atskirti molekules, jis turi žinoti kiekvienos iš jų padėtį ir greitį (bent jau artėdamas prie jo). Jei jis viską žino apie molekules, tai jo požiūriu, sistemos entropija iš tikrųjų yra lygi nuliui – jis tiesiog neturi apie tai trūkstamos informacijos. Šiuo atveju sistemos entropija, kadangi ji buvo lygi nuliui, liko lygi nuliui, o antrasis termodinamikos dėsnis niekur nebuvo pažeistas.
Bet net jei demonas nežino visos informacijos apie sistemos mikrobūseną, jis bent jau turi žinoti iki jo skriejančios molekulės spalvą, kad suprastų, praleisti ją ar ne. Ir jei bendras molekulių skaičius yra N, tai demonas turi turėti N bitų informacijos apie sistemą – bet tiek informacijos praradome atidarę skaidinį. Tai reiškia, kad prarastos informacijos kiekis yra tiksliai lygus informacijos kiekiui, kurį reikia gauti apie sistemą, norint grąžinti ją į pradinę būseną - ir tai skamba gana logiškai ir vėlgi neprieštarauja antrajam termodinamikos dėsniui. .
Šis įrašas yra laisvas atsakymo, kurį Markas Eichenlaubas pateikė į klausimą „Kas yra intuityvus būdas suprasti entropiją?“, užduotą „Quora“, vertimas.
Entropija yra sistemos sudėtingumo matas. Ne sutrikimas, o komplikacija ir vystymasis. Kuo didesnė entropija, tuo sunkiau suprasti šios konkrečios sistemos, situacijos, reiškinio logiką. Visuotinai pripažįstama, kad kuo daugiau laiko praeina, tuo visata tampa mažiau sutvarkyta. To priežastis – netolygus visos Visatos ir mūsų, kaip entropijos stebėtojų, vystymosi tempas. Mes, stebėtojai, esame daug paprastesni už Visatą. Todėl mums tai atrodo pernelyg perteklinė, mes nesugebame suprasti daugumos priežasčių ir pasekmių ryšių, iš kurių jis susideda. Svarbus ir psichologinis aspektas – žmonėms sunku priprasti, kad jie nėra išskirtiniai. Supraskite, kad tezė, kad žmonės yra evoliucijos vainikas, nėra toli nuo ankstesnio įsitikinimo, kad Žemė yra visatos centras. Žmogui malonu tikėti savo išskirtinumu ir nenuostabu, kad sudėtingesnes už mus struktūras esame linkę matyti netvarkingas ir chaotiškas.
Aukščiau yra keletas labai gerų atsakymų, paaiškinančių entropiją iš dabartinės mokslinės paradigmos. Respondentai šį reiškinį paaiškina paprastais pavyzdžiais. Po kambarį išmėtytos kojinės, sudaužyti akiniai, šachmatais žaidžiančios beždžionės ir t.t. Bet gerai įsižiūrėjus supranti – tvarka čia išreikšta tikrai žmogiška idėja. Žodis „geriau“ tinka daugeliui tokių pavyzdžių. Geriau sulankstytos kojinės spintoje nei išmėtytos kojinės ant grindų. Visa stiklinė geriau nei sudužusi. Gražia rašysena parašytas sąsiuvinis geriau nei sąsiuvinis su dėmėmis. Žmogaus logikoje neaišku, ką daryti su entropija. Iš vamzdžio sklindantys dūmai nėra naudingi. Į gabalus suplėšyta knyga yra nenaudinga. Iš daugiabalsio pokalbio ir triukšmo metro sunku išgauti bent minimalią informaciją. Šia prasme bus labai įdomu grįžti prie entropijos apibrėžimo, kurį įvedė fizikas ir matematikas Rudolfas Clausius, matęs šį reiškinį kaip negrįžtamo energijos išsklaidymo matą. Iš ko ateina ši energija? Kam sunkiau juo naudotis? Taip žmogau! Išsiliejusį vandenį labai sunku (jei neįmanoma) vėl surinkti visus lašus į stiklinę. Norėdami taisyti senus drabužius, turite naudoti naują medžiagą (audinį, siūlą ir kt.). Čia neatsižvelgiama į prasmę, kurią ši entropija gali turėti ne žmonėms. Pateiksiu pavyzdį, kai energijos išsklaidymas mums turės visiškai priešingą reikšmę kitai sistemai:
Jūs žinote, kad kiekvieną sekundę į kosmosą skrenda didžiulis kiekis informacijos iš mūsų planetos. Pavyzdžiui, radijo bangų pavidalu. Mums ši informacija atrodo visiškai prarasta. Bet jei pakankamai išsivysčiusi ateivių civilizacija yra radijo bangų kelyje, jos atstovai gali priimti ir iššifruoti dalį šios mums prarastos energijos. Išgirskite ir supraskite mūsų balsus, žiūrėkite mūsų televizijos ir radijo programas, prisijunkite prie mūsų interneto srauto))). Šiuo atveju mūsų entropiją gali nustatyti kitos protingos būtybės. Ir kuo daugiau energijos išsklaido mums, tuo daugiau energijos jie gali surinkti.
Tiek fizikai, tiek lyrikai naudojasi „entropijos“ sąvoka. Iš senovės graikų kalbos išvertus į rusų kalbą, žodis „entropija“ siejamas su posūkiu, transformacija.
Tiksliųjų mokslų (matematikos ir fizikos) atstovai įvedė šį terminą į mokslinę vartoseną ir išplėtė informatiką bei chemiją. R. Clausius ir L. Boltzmann, E. Jaynes ir K. Shannon, K. Jung ir M. Plank nustatė ir tyrė aukščiau įvardintą reiškinį.
Šiame straipsnyje apibendrinami ir susisteminti pagrindiniai entropijos apibrėžimo požiūriai įvairiose mokslo srityse.
Entropija tiksliuosiuose ir gamtos moksluose
Pradedant nuo tiksliųjų mokslų atstovo R. Clausio, terminas „entropija“ reiškia matą:
- negrįžtamas energijos išsklaidymas termodinamikoje;
- bet kokio makroskopinio proceso įgyvendinimo statistinėje fizikoje tikimybė;
- bet kurios matematikos sistemos neapibrėžtumas;
- sistemos informacinis pajėgumas informatikoje.
Šis matas išreiškiamas formulėmis ir grafikais.
Entropija kaip humanitarinė sąvoka
K. Jungas įvedė pažįstamą sampratą į psichoanalizę, tyrinėdamas asmenybės dinamiką. Psichologijos, o vėliau ir sociologijos srities mokslininkai asmenybės entropiją arba socialinę entropiją išskiria ir apibrėžia kaip laipsnį:
- asmenybės būsenos neapibrėžtumas psichologijoje;
- psichinė energija, kurios negalima panaudoti investuojant į psichoanalizės tyrimo objektą;
- socialiniams pokyčiams neprieinamos energijos kiekis, socialinė pažanga sociologijoje;
- asmenybės entropijos dinamika.
Entropijos sąvoka pasirodė paklausi, patogi teorijose – tiek gamtos, tiek humanitarinių mokslų srityse. Apskritai entropija yra glaudžiai susijusi su matu, neapibrėžtumo laipsniu, chaosu, netvarka bet kurioje sistemoje.
ENTROPIJA
ENTROPIJA
(iš graikų entropia - pasukti,)
uždaros sistemos vidinės energijos dalis arba Visatos energijos agregatas, kuris negali būti panaudotas, ypač negali būti perkeltas ar paverčiamas mechaniniu darbu. Tiksli entropija nustatoma naudojant matematinius skaičiavimus. Entropijos poveikis ryškiausiai matomas termodinaminių procesų pavyzdyje. Taigi, ji niekada visiškai nepereina į mechaninį darbą, paverčiama kitų rūšių energija. Pastebėtina, kad grįžtamuose procesuose entropija išlieka nepakitusi, o negrįžtamuose, priešingai, ji nuolat didėja, o šis padidėjimas atsiranda dėl mechaninės energijos sumažėjimo. Vadinasi, visus gamtoje vykstančius negrįžtamus procesus lydi mechaninės energijos sumažėjimas, kuris galiausiai turėtų sukelti bendrą paralyžių arba, kitaip tariant, „terminę mirtį“. Bet tai galioja tik tuo atveju, jei Visatos totalitarinė prigimtis postuluojama kaip uždara empirinė tikrovė. Kristus. teologai, remdamiesi entropija, kalbėjo apie pasaulio baigtinumą, vartodami jį kaip Dievo egzistavimą.
Filosofinis enciklopedinis žodynas. 2010 .
ENTROPIJA
(gr. ἐντροπία – posūkis, transformacija) – termodinaminė būsena. sistema, kuri apibūdina spontaniškų procesų kryptį šioje sistemoje ir yra jų negrįžtamumo matas. Energijos sąvoką 1865 metais įvedė R. Klausius, norėdamas apibūdinti energijos virsmo procesus; 1877 metais L. Boltzmannas jam pateikė statistiką. interpretacija. E. sąvokos pagalba suformuluojamas antrasis termodinamikos dėsnis: termoizoliuotos sistemos E. visada tik didėja, t.y. toks, paliktas sau, linksta į šiluminę pusiausvyrą, prie kurios E. yra didžiausias. Statistikoje fizika E. išreiškia neapibrėžtumą mikroskopiniu. sistemos būklė: tuo mikroskopiškesnė. sistemos būsenos atitinka šį makroskopinį. būsena, tuo aukštesnė termodinamika. ir E. pastarasis. Mažai tikėtinos struktūros sistema, palikta sau, vystosi link labiausiai tikėtinos struktūros, t.y. E. didėjimo kryptimi. Tačiau tai galioja tik uždaroms sistemoms, todėl E. negali būti naudojamas visatos karščiui pateisinti. Informacijos ir informacijos teorijoje e yra vertinamas kaip informacijos trūkumas sistemoje. Kibernetikoje, naudojant entropijos ir negentropijos (neigiamos entropijos) sąvokas, jos išreiškia sistemos organizuotumo laipsnį. Būti sąžiningam sistemoms, kurioms taikoma statistika. dėsningumų, tačiau ši priemonė reikalauja didelio kruopštumo perkeliant į biologines, kalbines ir socialines sistemas.
Lit.: Shambadal P., E. koncepcijos kūrimas ir taikymas, [vert. s.], M., 1967; Pierce, J., Simboliai, signalai, triukšmai, [vert. iš anglų k.], M., 1967 m.
L. Fatkinas. Maskva.
Filosofinė enciklopedija. 5 tomuose - M .: Sovietinė enciklopedija. Redagavo F. V. Konstantinovas. 1960-1970 .
Sinonimai:
Pažiūrėkite, kas yra „ENTROPIJA“ kituose žodynuose:
- (iš graikų entropijos posūkio, transformacijos), sąvoka, pirmą kartą pristatyta termodinamikai, siekiant nustatyti negrįžtamo energijos išsklaidymo matą. E. plačiai naudojamas kitose mokslo srityse: statistinėje fizikoje kaip k įgyvendinimo tikimybės matas ... ... Fizinė enciklopedija
ENTROPIJA, fizinės sistemos struktūros atsitiktinumo arba netvarkingumo rodiklis. TERMODINAMIKOJE entropija išreiškia šiluminės energijos kiekį, skirtą darbui atlikti: kuo mažesnė energija, tuo didesnė entropija. Visatos mastu ...... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas
Vidinio informacinės sistemos sutrikimo matas. Entropija didėja chaotiškai paskirstant informacijos išteklius ir mažėja juos tvarkant. Anglų kalba: Entropy Taip pat žiūrėkite: Informacinis finansų žodynas Finam… Finansų žodynas
- [Anglų] entropija Rusų kalbos svetimžodžių žodynas
Entropija- Entropija ♦ Entropija Izoliuotos (arba kaip tokia suvokiamos) fizinės sistemos būsenos savybė, apibūdinama spontaniškų pokyčių dydžiu, kurį ji gali atlikti. Sistemos entropija pasiekia maksimumą, kai ji visiškai... Sponvilio filosofinis žodynas
- (iš graikų kalbos entropijos posūkio transformacija) (dažniausiai žymima S), termodinaminės sistemos būsenos funkcija, kai dS pusiausvyros procese yra lygus šilumos kiekio dQ, perduodamo sistemai arba pašalinto iš jos, santykiui. , į ...... Didysis enciklopedinis žodynas
Netvarka, nesantaika Rusų sinonimų žodynas. entropijos daiktavardis, sinonimų skaičius: 2 sutrikimas (127) … Sinonimų žodynas
ENTROPIJA- (iš graik. en į, viduje ir tropo posūkis, transformacija), reikšmė, apibūdinanti surištosios energijos (D S) matą, kuri izoterminiame procese negali būti paversta darbu. Jis nustatomas pagal termodinaminės tikimybės logaritmą ir ... ... Ekologijos žodynas
entropija- ir gerai. entropija f., vok Entropija gr. lt į, viduje + tropo posūkis, transformacija. 1. Fizinis dydis, apibūdinantis kūno ar kūnų sistemos šiluminę būseną ir galimus šių būsenų pokyčius. Entropijos skaičiavimas. ALS 1. ||… … Istorinis rusų kalbos galicizmų žodynas
ENTROPIJA- ENTROPIJA, termodinamikos sąvoka, kuri yra tarsi proceso negrįžtamumo matas, energijos perėjimo į tokią formą, iš kurios ji negali spontaniškai pereiti į kitas formas, matas. Visi įmanomi procesai, vykstantys bet kurioje sistemoje, ...... Didžioji medicinos enciklopedija
Knygos
- Statistinė mechanika. Entropija, eilės parametrai, sudėtingumo teorija, James P. Setna. Vadovėlis „Statistinė mechanika: entropija, tvarkos parametrai ir sudėtingumas“ buvo parašytas Kornelio universiteto (JAV) profesoriaus Jameso Setnos ir pirmą kartą išleistas anglų kalba 2006 m.
