Αλλαγή στην εντροπία
Η εντροπία είναι μια έννοια που έχει εισαχθείστη θερμοδυναμική. Με τη βοήθεια αυτής της ποσότητας, προσδιορίζεται το μέτρο της διασποράς ενέργειας. Κάθε σύστημα αντιμετωπίζει μια αντιπαράθεση που προκύπτει ανάμεσα στη θερμότητα και ένα πεδίο δύναμης. Η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε μείωση του βαθμού παραγγελίας. Για να προσδιοριστεί το μέτρο της διαταραχής και να εισαχθεί μια ποσότητα, που ονομάζεται εντροπία. Χαρακτηρίζει το βαθμό ανταλλαγής ενεργειακών ροών σε κλειστά και ανοιχτά συστήματα.
Η μεταβολή της εντροπίας σε απομονωμένα σχήματασυμβαίνει προς την κατεύθυνση της αύξησης μαζί με την αύξηση της θερμότητας. Αυτό το μέτρο της διαταραχής φθάνει τη μέγιστη τιμή του σε μια κατάσταση που χαρακτηρίζεται από θερμοδυναμική ισορροπία, η οποία είναι περισσότερο χαοτική.
Εάν το σύστημα είναι ανοιχτό και ταυτόχροναη εντροπία ισορροπίας αλλάζει προς την κατεύθυνση της μείωσης. Το μέγεθος αυτού του μέτρου σε αυτή την έκδοση χαρακτηρίζεται από τον τύπο. Για να το αποκτήσουμε, οι δύο τιμές αθροίζονται:
- η ροή της εντροπίας, η οποία συμβαίνει λόγω της ανταλλαγής θερμότητας και ουσιών με το εξωτερικό περιβάλλον,
- το μέγεθος της αλλαγής στον δείκτη της χαοτικής κίνησης μέσα στο σύστημα.
Η αλλαγή στην εντροπία συμβαίνει σε οποιοδήποτε μέσο, όπουβιολογικές, χημικές και φυσικές διεργασίες. Το φαινόμενο αυτό πραγματοποιείται με κάποια ταχύτητα. Η αλλαγή στην εντροπία μπορεί να είναι μια θετική τιμή - στην περίπτωση αυτή, εμφανίζεται η εισροή αυτού του δείκτη στο σύστημα από το εξωτερικό περιβάλλον. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου μια τιμή που υποδεικνύει μια αλλαγή στην εντροπία ορίζεται με ένα σημάδι μείον. Μια τέτοια αριθμητική τιμή υποδηλώνει μια εκροή της εντροπίας. Το σύστημα μπορεί να βρίσκεται σε στατική κατάσταση. Σε αυτή την περίπτωση, η ποσότητα της εντροπίας που παράγεται αντισταθμίζεται από την εκροή αυτού του δείκτη. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας κατάστασης είναι η κατάσταση ενός ζωντανού οργανισμού. Είναι μη ισορροπία, αλλά ταυτόχρονα στάσιμο. Οποιοσδήποτε οργανισμός αντλεί την εντροπία, η οποία έχει αρνητική αξία, από το περιβάλλον της. Η απομόνωση του μέτρου της διαταραχής από αυτό μπορεί να υπερβεί το ποσό του εισοδήματος.
Η παραγωγή της εντροπίας συμβαίνει σε κάθε περίπλοκοσυστήματα. Στη διαδικασία εξέλιξης, ανταλλάσσονται πληροφορίες μεταξύ τους. Για παράδειγμα, όταν το νερό εξατμίζεται, χάνονται πληροφορίες σχετικά με τη χωρική διάταξη των μορίων του. Υπάρχει μια διαδικασία αύξησης της εντροπίας. Εάν το υγρό παγώσει, τότε η αβεβαιότητα της διευθέτησης των μορίων μειώνεται. Σε αυτή την περίπτωση, η εντροπία μειώνεται. Η ψύξη του υγρού προκαλεί μείωση της εσωτερικής του ενέργειας. Ωστόσο, όταν η θερμοκρασία φτάσει σε μια ορισμένη τιμή, παρά την απομάκρυνση της θερμότητας από το νερό, η θερμοκρασία της ουσίας παραμένει αμετάβλητη. Αυτό σημαίνει ότι αρχίζει η μετάβαση στην κρυστάλλωση. Η μεταβολή της εντροπίας σε μια ισοθερμική διαδικασία αυτού του τύπου συνοδεύεται από μια μείωση στο μέτρο της τυχαίας κατανομής του συστήματος.
Μια πρακτική μέθοδος μέτρησηςη θερμοκρασία και η θερμότητα τήξης της ουσίας είναι η εκτέλεση εργασιών, το αποτέλεσμα της οποίας είναι η κατασκευή ενός διαγράμματος στερεοποίησης. Με άλλα λόγια, με βάση τα δεδομένα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της μελέτης, είναι δυνατόν να σχεδιαστεί μια καμπύλη που να δείχνει την εξάρτηση της θερμοκρασίας από την ουσία έναντι του χρόνου. Στην περίπτωση αυτή, οι εξωτερικές συνθήκες πρέπει να παραμείνουν αμετάβλητες. Καθορίστε ότι η αλλαγή στην εντροπία είναι δυνατή με την επεξεργασία των γραφικών δεδομένων των αποτελεσμάτων του πειράματος. Στις καμπύλες αυτές υπάρχει πάντα ένα τμήμα στο οποίο η γραμμή έχει ένα οριζόντιο κενό. Η θερμοκρασία που αντιστοιχεί σε αυτό το τμήμα είναι η θερμοκρασία στερεοποίησης.
Αλλαγή οποιασδήποτε ουσίας, συνοδευόμενη απόη μετάβαση από ένα στερεό σώμα σε ένα υγρό σε θερμοκρασία του περιβάλλοντος ίση με το σημείο τήξης και αντίστροφα αναφέρεται σε μία αλλαγή φάσης του πρώτου είδους. Αυτό αλλάζει την πυκνότητα του συστήματος, την εσωτερική του ενέργεια και την εντροπία.
