Entropy - nó ... Khái niệm entropy. entropy chuẩn

Entropy - một từ mà nhiều người đã nghe nói, nhưng ít hiểu. Và chúng ta phải thừa nhận rằng trước khi kết thúc nhận ra bản chất của hiện tượng này là thực sự khó khăn. Tuy nhiên, điều này không nên sợ hãi chúng ta. Phần lớn những gì xung quanh chúng ta, chúng ta, trên thực tế, có thể được giải thích chỉ hời hợt. Và chúng tôi không nói về nhận thức hay sự hiểu biết của một cá nhân cụ thể. Không. Chúng tôi nói về toàn bộ các kiến thức khoa học dưới quyền định đoạt của nhân loại.

lỗ hổng nghiêm trọng tồn tại không chỉ ở kiến thức về tỷ lệ thiên hà, ví dụ, trong các vấn đề của các lỗ đen và wormhole, nhưng chung quanh chúng tôi liên tục. Ví dụ, vẫn tranh cãi về bản chất vật lý của ánh sáng xa được tiến hành. Và ai có thể sắp xếp thông qua các khái niệm về thời gian? vấn đề như vậy - một loạt. Nhưng trong bài viết này tôi sẽ mô tả entropy. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đang phải vật lộn với khái niệm "entropy". Hóa học và vật lý đi đôi với nhau trong việc nghiên cứu này hiện tượng bí ẩn. Chúng tôi sẽ cố gắng tìm hiểu những gì đã trở nên nổi tiếng với thời đại chúng ta.

Giới thiệu về các khái niệm trong học viện

Khái niệm entropy trong những chuyên gia môi trường đã giới thiệu một nhà toán học nổi tiếng người Đức Rudolf Julius Emmanuel Clausius. Trong thuật ngữ đơn giản, các nhà khoa học đã quyết định tìm hiểu những gì để làm với năng lượng. Trong những gì có ý nghĩa? Để minh họa, chúng ta không đề cập đến rất nhiều thí nghiệm và lý luận phức tạp, toán và lấy một ví dụ quen thuộc hơn đối với chúng ta từ cuộc sống hàng ngày.

Bạn phải nhận thức rõ rằng khi bạn sạc, nói rằng, một pin điện thoại di động, lượng năng lượng tích lũy trong pin sẽ ít thực sự nhận được từ mạng. Có thiệt hại nhất định. Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta đang quen với nó. Nhưng thực tế rằng sự mất mát xảy ra trong hệ thống khép kín khác. Đối với các nhà toán học, nhà vật lý, đây là một vấn đề nghiêm trọng. Nghiên cứu về vấn đề này và làm việc Rudolf Clausius.

Do vậy, ông đã đưa thực tế prelyubopytny. Nếu chúng ta, một lần nữa, loại bỏ các thuật ngữ phức tạp, nó sẽ có nghĩa là entropy - là sự khác biệt giữa lý tưởng và quá trình thực.

Hãy tưởng tượng rằng bạn sở hữu một cửa hàng. Và bạn đã có để thực hiện 100 chi phí kg bưởi 10 MNT mỗi kg. Đưa một dấu ấn trong 2 Tug trên bảng, bạn sẽ nhận được từ việc bán 1200 MNT sẽ cung cấp số lượng ấn định cho nhà cung cấp và để lại cho mình một lợi nhuận của hai trăm MNT.

Vì vậy, nó là một mô tả hoàn hảo của quá trình. Và bất kỳ nhà tiếp thị biết, vào thời điểm đó, sẽ bán như một toàn bộ bưởi, họ sẽ có thời gian để làm khô tăng 15 phần trăm. Một 20 phần trăm và không bị thối, và họ vừa xóa sổ. Nhưng đây là một quá trình thực.

Vì vậy, khái niệm entropy, mà mở ra một môi trường toán học, Rudolf Clausius, được định nghĩa là mối quan hệ của một hệ thống trong đó sự gia tăng entropy phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ thống tương ứng với giá trị của độ không tuyệt đối. Trong thực tế, nó cho thấy giá trị của sự lãng phí (đã mất) năng lượng.

Chỉ số đo lường sự hỗn loạn

Tuy nhiên chúng ta có thể chia sẻ một số niềm tin cho rằng entropy - một thước đo của sự hỗn loạn. Đó là, nếu chúng ta như một mô hình của hệ thống khép kín thường phòng học sinh không được làm sạch trên đồng phục tại chỗ sẽ có để mô tả một số entropy. Nhưng tầm quan trọng của nó trong tình huống này là nhỏ. Nhưng nếu ngoài việc phân tán đồ chơi, mang bỏng ngô từ nhà bếp (tất nhiên, một thiệt hại nhỏ) và để lại một mớ hỗn độn trên bàn tất cả các sách giáo khoa, entropy của hệ thống (và trong trường hợp đặc biệt này - phòng) sẽ tăng mạnh.

vấn đề phức tạp

Entropy vấn đề - rất khó để mô tả quá trình này. Nhiều nhà khoa học trong thế kỷ qua đã góp phần vào việc nghiên cứu các cơ chế hoạt động của nó. Hơn nữa, khái niệm entropy được sử dụng không chỉ toán học và vật lý. Cô cũng là một nơi rất xứng đáng trong hóa học. Một số thợ thủ công sử dụng nó để giải thích thậm chí quá trình tâm lý trong quan hệ con người. Chúng ta hãy xem sự khác biệt trong cách diễn đạt của ba nhà vật lý. Mỗi trong số họ tiết lộ các dữ liệu ngẫu nhiên, mặt khác, và sự kết hợp của họ sẽ giúp chúng tôi rút ra nó bức tranh mạch lạc hơn.

chính Clausius

Không thể chuyển đổi từ nhiệt độ cơ thể từ một cơ thể nhiệt độ thấp hơn để một cao hơn.

Xác định đề này rất đơn giản. Bạn sẽ không bao giờ có thể làm ấm bàn tay lạnh, nói, chú chó con đông lạnh như bạn đã có thể thích để giúp anh ta. Vì vậy, chúng ta phải dính vào nó trong ngực cô, nơi có nhiệt độ cao hơn nó hiện là.

chính Thomson

Nó không thể xử lý các kết quả trong số đó sẽ được hoàn toàn công việc do sức nóng, lấy từ một trong những cơ quan.

Và nếu bạn khá đơn giản, nó có nghĩa là nó là chất không thể xây dựng một cỗ máy chuyển động vĩnh viễn. Không cho phép các entropy của một hệ thống khép kín.

Boltzmann nhận con nuôi

Entropy không thể giảm trong một hệ thống khép kín, có nghĩa là, những người mà không nhận được nạp năng lượng từ bên ngoài.

Công thức này đã làm lung lay niềm tin của nhiều người ủng hộ thuyết tiến hóa, và buộc họ phải suy nghĩ nghiêm túc về sự hiện diện của vũ trụ một Đấng Tạo Hóa thông minh. Tại sao?

Bởi vì mặc định trong một hệ thống khép kín, entropy luôn tăng. Vì vậy, trầm trọng thêm bởi sự hỗn loạn. Phóng to nó chỉ có thể là do nạp năng lượng từ bên ngoài. Và luật này, chúng ta đang nhìn thấy mỗi ngày. Nếu bạn không chăm sóc khu vườn, nhà, xe, và vân vân. E., Họ chỉ đơn giản là sẽ bị hủy hoại.

Trong megamasshtabah vũ trụ của chúng ta - cũng là một hệ thống khép kín. Và các nhà khoa học đã kết luận rằng sự tồn tại của chúng tôi nên phản ánh một thực tế rằng ở đâu đó có điện nạp tiền bên ngoài này. Vì vậy không ngạc nhiên khi ngày hôm nay rằng vật lý thiên văn tin vào Thiên Chúa.

mũi tên thời gian

Một minh họa rất khéo léo của entropy có thể được biểu diễn dưới dạng mũi tên thời gian. Đó là, entropy chỉ ra theo hướng nào sẽ di chuyển quá trình vật lý.

Thật vậy, nó dường như không nghe thấy việc sa thải của người làm vườn, bạn sẽ hy vọng rằng khu vực mà ông chịu trách nhiệm, sẽ chính xác hơn và cũng ăn mặc bóng bẩy. Thì ngược lại - nếu bạn không thuê nhân viên khác, sau một thời gian, ngay cả những khu vườn xinh đẹp nhất đến hoang vu.

Entropy trong hóa học

Trong kỷ luật của "Hóa học" Entropy là một chỉ báo quan trọng. Trong một số trường hợp, giá trị của nó ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học.

Ai đã không nhìn thấy những cảnh trong bộ phim, trong đó các nhân vật được chuyển giao một cách chính xác để các thùng chứa nitroglycerin, sợ kích động sự bùng nổ của phong trào sắc nét lo âu? Đó là một viện trợ trực quan để các nguyên tắc của entropy trong hóa học. Nếu con số của mình đạt đến một điểm quan trọng, nó sẽ phản ứng bắt đầu, dẫn đến một vụ nổ.

Các rối loạn trật tự

Thông thường tranh luận entropy đó - là mong muốn sự hỗn loạn. Trên thực tế từ "entropy" có nghĩa là quay hoặc quay. Chúng tôi đã nói rằng nó đặc trưng cho hành động. Rất thú vị trong bối cảnh này, các entropy của khí. Hãy thử hình dung cách nó xảy ra.

Đi một hệ thống khép kín gồm hai container kết nối, mỗi trong số đó là khí. Áp lực trong container cho đến khi họ kết nối với nhau chặt chẽ, là khác nhau. Hãy tưởng tượng những gì đã xảy ra ở cấp độ phân tử, khi chúng được đặt lại với nhau.

Đám đông của các phân tử đang chịu áp lực hơn, ông ngay lập tức đổ xô đi anh em của mình, người đã sống cho đến khi hoàn toàn tự do. Do đó, họ đã làm tăng áp lực đó. Điều này có thể được so sánh với cách thức các nước bắn tung tóe trong phòng tắm. Thông qua qua một bên, cô ngay lập tức chạy đến bên kia. Tương tự như vậy, phân tử của chúng tôi. Và chúng tôi hoàn toàn bị cô lập khỏi ảnh hưởng bên ngoài, họ sẽ đẩy hệ thống miễn là không để thiết lập một sự cân bằng tuyệt vời trong toàn bộ khối lượng. Và sau đó, khi xung quanh mỗi phân tử sẽ được chính xác cùng một không gian như các láng giềng và tất cả các phần còn lại. Và nó sẽ là entropy cao nhất trong hóa học. Quay và biến đổi chấm dứt.

entropy chuẩn

Các nhà khoa học đã không từ bỏ nỗ lực của họ để tổ chức và phân loại thậm chí lộn xộn. Bởi vì giá trị entropy là phụ thuộc vào một đa số điều kiện có liên quan, thuật ngữ "tiêu chuẩn entropy" đã được giới thiệu. Các giá trị của các tiêu chuẩn này được tóm tắt trong một bảng đặc biệt, vì vậy bạn có thể dễ dàng thực hiện các tính toán và giải quyết các nhiệm vụ ứng dụng khác nhau.

Giá trị mặc định tại entropy tiêu chuẩn xem xét điều kiện áp lực của một bầu không khí và nhiệt độ là 25 độ C. Khi nhiệt độ tăng tỷ lệ cũng tăng lên.

Mã số và mật mã

Ngoài ra còn có thông tin entropy. Nó được thiết kế để giúp đỡ trong việc mã hóa các tin nhắn được mã hóa. Đối với entropy thông tin - là khả năng thông tin dự đoán. Và nếu điều kiện rất đơn giản, nó là cách dễ dàng nó sẽ được để crack các mật mã chặn.

Làm thế nào nó hoạt động? Thoạt nhìn, có vẻ như, mà không mặc dù bất kỳ nguồn dữ liệu để hiểu được thông điệp được mã hóa không thể được. Nhưng điều này là không đúng. Ở đây có trong khả năng.

Hãy tưởng tượng một trang với một thông báo được mã hóa. Bạn biết rằng việc sử dụng ngôn ngữ tiếng Nga, nhưng các nhân vật hoàn toàn xa lạ. Bắt đầu từ đâu? Nghĩ: xác suất mà bức thư sẽ đáp ứng trên trang này là "b" là gì? Và cơ hội để vấp ngã khi chữ "o"? Hệ thống, bạn hiểu. Tính nhân vật mà là phổ biến nhất (và ít có khả năng - nó cũng là một chỉ số quan trọng), và so sánh với đặc thù của ngôn ngữ mà thông điệp được viết ra.

Bên cạnh đó, có rất thường xuyên, và trong một số ngôn ngữ và sự kết hợp ổn định của các chữ cái. Kiến thức này cũng được sử dụng để giải mã. Bằng cách này, phương pháp này được sử dụng những câu chuyện Sherlock Holmes nổi tiếng "Cuộc phiêu lưu của các Dancing Men". Trong cùng một cách để phá vỡ các mã trong thời gian sắp tới Chiến tranh thế giới thứ hai.

Và entropy thông tin được thiết kế để tăng độ tin cậy của mã hóa. Do các công thức có nguồn gốc Toán học có thể phân tích và cải thiện các tùy chọn shifrovschikami đề xuất.

Giao tiếp với vật chất tối

Lý thuyết mà chỉ chờ đợi để được xác nhận, một nhiều tuyệt vời. Một trong số đó có liên quan hiện tượng entropy với một tương đối gần đây đã phát hiện ra vật chất tối. Nó nói rằng năng lượng bị mất chỉ đơn giản là chuyển đổi thành bóng tối. Các nhà thiên văn cho rằng vũ trụ của chúng ta chỉ có 4 phần trăm sụp đổ về vấn đề này như chúng ta biết. Và 96 phần trăm khác được tuyển dụng chưa được khám phá vào lúc này - bóng tối.

tiêu đề như vậy cô nhận được do thực tế rằng nó không tương tác với bức xạ điện từ phát ra và nó (như tất cả được biết đến thời điểm đó các đối tượng trong vũ trụ). Và do đó, ở giai đoạn này của sự phát triển của nghiên cứu khoa học về vật chất tối và tính chất của nó là không thể.