Entropie

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

In eenvoudige terme meet entropie die hoeveelheid wanorde in 'n sisteem.

Clausius[wysig | wysig bron]

Die konsep het sy oorsprong in teorie van die termodinamika. Die eerste wet van die termodinamika sê dat wanneer 'n sisteem warmte (q) en arbeid (w) uitwissel met sy omgewing (die res van die heelal) dat die som van warmte en arbeid, die interne energie U van die heelal nie verander nie.

q + w = U
 \Delta U_{heelal} = 0 (Eerste hoofwet)

Maar daar is 'n balangrike verskil tussen w en q aan die een kant en U aan die ander kant. U is 'n toestandsfunksie wat nie van die pad van die proses afhang, maar net van die begin- en eindpunt. Dit is nie waar vir q en w nie. Warmte en arbeid is padafhanklik.

Egter wanneer mens 'n pad definieer wat omkeerbaar ("reversibel") is, kan 'n nuwe funksie gedefinieer word wat die entropie S genoem word en wat weer 'n toestandsfunksie is:

Vir 'n infinitesimale verandering:

 dS = \frac{\delta q_{omkeerbaar}}{T}

Vir 'n eindige verandering kan ons \Delta S bepaal deur integrasie, byvoorbeeld vir 'n temperatuurverandering:

 \Delta S =  \int\limits_{T_1}^{T_2}\frac{\delta q_{omkeerbaar}}{T} dT

Bemerk gerus dat vir veranderings van toestandsfunksies soos U, S en T gewoonlik  \Delta en  d gebruik word, maar vir pasfunksies gewoonlik  \delta

Omkeerbaarheid[wysig | wysig bron]

'n Omkeerbare pad is 'n pad wat deur 'n reeks van toestande van rus voer. Wat dit in die praktyd eintlik wil sê is dat die veranderings stadig genoeg word doorgevoer dat die sisteem in staat is hom vlekkeloos daarby aan te pas. Die reaksie van die sisteem is dus vinniger as die tydskaal van die aksie.

Dit moet benadruk word dat dit die tydskaal van die sisteem is wat dit bepaal nie die menselike ervaring van 'vinnig' nie. As mens met die hand 'n silinder met gas indruk, kan dit vir die mens vinnig lyk, maar die gasmolekule beweeg baie vinniger as die mens se hand en die verandering is tog omkeerbaar.

Kyk ook[wysig | wysig bron]