משמעות האנטרופיה (מה זה, מושג והגדרה)

מהי אנטרופיה:

כמו אנטרופיה הידוע נטייה טבעית אובדן סדר במערכת. המילה, ככזו, מגיעה מ Greekντροπία היוונית (אנטרופיה) שפירושה ממש 'אחורה', אם כי כיום היא משמשת במובנים פיגורטיביים שונים.

המונח אנטרופיה נטבע בתחילה על ידי הפיזיקאי הגרמני רודולף קלוזיוס כאשר ציין כי בכל תהליך בלתי הפיך, כמות קטנה של אנרגיה תרמית תמיד יצאה מחוץ לגבול המערכת. מאז נעשה שימוש במושג בתחומי הידע המגוונים ביותר, כמו פיזיקה, כימיה, מתמטיקה, אסטרופיזיקה, בלשנות, מחשוב או אקולוגיה, כדי להתייחס למדד של הפרעה לבנות מערכת.

כך, למשל, בפיזיקה, אנטרופיה מתייחסת למידת הפיכה, שבמערכת תרמודינאמית מושגת לאחר תהליך הכרוך בהפיכת אנרגיה. בשינה לכימיה, בינתיים, מתייחס אנטרופיה שנצפתה ההיווצרות של תרכובת כימית. בשנת אסטרופיזיקה, מתייחס אנטרופיה הנצפה של חורים שחורים. בתיאוריות מידע, אנטרופיה היא מידת אי הוודאות ביחס למערך נתונים. בעוד שבמחשוב הוא מתייחס לאקראיות שנאספה על ידי מערכת הפעלה או ליישום לשימוש בקריפטוגרפיה.

אנטרופיה בתרמודינמיקה

כמו אנטרופיה ידועה, בתחום התרמודינאמיקה, גודל פיזיקלי המודד את החלק מהאנרגיה לא יכול לשמש לעבודה ולכן אבדתי. כך, במערכת מבודדת, תמיד תתפזר כמות קטנה של אנרגיה מחוץ למערכת. ערך זה, ככזה, נוטה תמיד לצמוח במהלך תהליך המתרחש באופן טבעי. במובן זה, האנטרופיה מתארת ​​את הבלתי הפיכה של מערכות תרמודינמיות. לדוגמה, כשמכניסים קוביית קרח לכוס מים בטמפרטורת החדר, לאחר מספר דקות הקוביה תעבור למצב נוזלי, שכן הטמפרטורה שלה תעלה, בעוד המים יתקררו, עד ששניהם יגיעו לשיווי משקל תרמי.. הסיבה לכך היא שהיקום נוטה להפיץ אנרגיה באופן שווה, כלומר למקסם את האנטרופיה.

אנטרופיה שלילית

כמו אנטרופיה שלילית, או negentropy זה נקרא אנטרופיה של מערכת לשמור היצוא שלה אנטרופיה נמוכה. לפיכך, כדי לפצות על תהליך ההשפלה שאליו, כל הזמן, כל מערכת כפופה, כמה מערכות פתוחות מצליחות לשמור על האנטרופיה הטבעית שלה בזכות התרומות של מערכות המשנה האחרות שאליהן הן קשורות. כך, במערכת הפתוחה, האנטרופיה השלילית מניחה התנגדות שמתקיימת בתת-המערכות המשויכות, המאפשרות לה לאזן מחדש את המערכת האנטרופית, בשונה מהמערכת הסגורה, בה התהליך האנטרופי אינו יכול לעצור מעצמו.