Entropiya - bu ... entropi tushunchasi. Standard entropiya

Entropiya - ko'p eshitganman, deb bir so'z, lekin bir necha tushunish. Va biz oxirgi tushunib oldin bu hodisaga mohiyati, albatta, qiyin deb e'tirof kerak. Biroq, bu bizga cho'chitib kerak emas. Bizni o'rab turgan ko'p narsani, biz, aslida, faqat yuzaki izohlash mumkin. Va biz bir alohida shaxs idrok yoki ilm haqida gapirganda emas. Yo'q Biz odamlar ixtiyorida ilmiy bilimlar majmui haqida gapirish.

Jiddiy bo'shliqlar masalalarda, masalan, faqat galaktik nisbatlarda bilim emas, balki mavjud qora teshik va wormholes, lekin bu doimiy bizni o'rab. Misol uchun, uzoq davom etmoqda nur jismoniy tabiati haqida hali munozara. Va kim vaqt tushunchasi orqali tartiblashtirish mumkin? Bunday masalalar - buyuk turli. Lekin bu maqolada men entropisi tasvirlab beraman. Ko'p yillar davomida, olimlar "entropi" tushunchasi bilan kurashmoqda. Kimyo va fizika, bu o'rganishga qo'l ko'rib borish sirli hodisaga. Biz vaqti bo'lib tanilgan edi, nima topish uchun harakat qiladi.

akademik tushunchasi Kirish

Atrof-muhit mutaxassislar entropi tushunchasi taniqli nemis matematik Rudolf Yuliy Emmanuel Clausius kiritildi. Sodda qilib aytganda, olim energiyasi bilan nima topish uchun qaror qabul qildi. Qaysi ma'noda? Misol uchun, uning ko'p tajribalar va murakkab fikrlash, matematika murojaat va kundalik hayotda bizga ko'proq tanish bir misolni olmaylik.

Siz oz siz haq bo'lsa, aytaylik, bir uyali telefon batareya, batareya to'plangan energiya miqdori bo'ladi xabardor aslida tarmoq olingan bo'lishi kerak. ma'lum yo'qotishlar bor. Kundalik hayotda, biz unga ishlatiladi. Lekin haqiqat kabi yo'qotishlar boshqa yopiq tizimlarida bo'lishi. matematiklari, fiziklar uchun, bu jiddiy muammo. va bu masalaning o'rganish Rudolf Clausius ishlagan.

Natijada, u prelyubopytny haqiqatni keltirdi. ideal va real jarayon o'rtasidagi farq - biz, yana, murakkab atamashunosligi olib tashlash bo'lsa, u entropiya degani bo'ladi.

Agar do'kon egasi, deb tasavvur qiling. Va siz 100 kilogramm greypfrut xarajatlar kg boshiga 10 MNT amalga oshirish uchun bor. funt 2 Tug bir belgisini qo'yib, siz etkazib beruvchi uchun yashaganlar miqdorini beringlar va o'zingizni ikki yuz mnt bir foyda tark etadi 1200 mnt sotishdan oladi.

Shunday qilib, u jarayon mukammal tavsifi edi. har qanday pazarlamacı biladi va o'sha paytda tomonidan, bir butun greyfurt sifatida sotish bo'ladi, ular 15 foizga qadar quriting vaqt bo'ladi. A foizi 20 va hidlanib emas va ular faqat off yozdim. Lekin bu haqiqiy jarayon.

Shunday qilib, bir matematik muhitda boshladi entropi tushunchasi, Rudolf Clausius, entropiya ortishi mutlaq nol qiymati tizimi nisbatan haroratga bog'liq bo'lgan bir tizimning munosabatlar sifatida belgilangan. Aslida, bu chiqindilarni (yo'qolgan) energiya qiymatini ko'rsatadi.

ko'rsatkich tartibsizlik o'lchaydi

betartiblik, bir o'lchov - Shunday bo'lsa-da, u bir necha e'tiqod deb entropisi bahslasha baham mumkin. Biz Agar yopiq tizimlari model odatda talaba xona ba'zi entropisi tavsiflovchi kerak bo'ladi nuqta üniformalara tozalanadi emas, deb, deb hisoblanadi. Lekin, bu vaziyatda, uning ahamiyati, kichik bo'ladi. Lekin Bundan tashqari, agar, o'yinchoqlar tarqalmaslikka (albatta bir oz zarar) oshxonadan popcorn olib stol ustiga bir tartibsizlik tark barcha darslik, tizimi entropisi (va bu alohida holda - xona) keskin ko'tariladi.

murakkab masala

Entropiya nazar - juda qiyin jarayon ta'riflash uchun. O'tgan asrda ko'plab olimlar o'z ish mexanizmini o'rganishga hissa qo'shgan. Bundan tashqari, entropinin tushunchasi matematika va fizika nafaqat ishlatiladi. U, shuningdek, kimyo bir munosib joy. Ba'zi hunarmandlar inson munosabatlarda ham psixologik jarayonlari tushuntirishga foydalaning. Keling, uchta fizik tahrirda farqni ko'rib chiqaylik. Ularning har biri boshqa tomondan, entropisi ochib, va ularning birikish bizga yanada izchil rasm chizish yordam beradi.

tasdiqlash Clausius

yuqori bir kam harorat tanadan tanasi issiqdan o'tish mumkin emas.

Bu faraz oddiy hosil qiling. Agar unga yordam bo'lardi, deb, muzlatilgan oz it, sovuq qo'llarini issiq aytish mumkin hech qachon. Shunday qilib, biz harorat hozircha nisbatan yuqori bo'ladi, uning bag'riga, uni tayoq kerak.

tasdiqlash Thomson

Bu tufayli organlari biri olingan issiqlik, butunlay ish bo'lardi bo'lgan natijani qayta ishlash mumkin emas.

Va agar juda oddiy, u doimiy harakat mashinasini qurish uchun jismoniy imkonsiz ekanligini anglatadi. yopiq tizimi entropisi yo'l qo'ymang.

Boltzmann qabul qilinishi

Entropiya, ya'ni, bir yopiq tizimda tashqi energiya zaryad olish yo'q, deb o'sha kamaytirish mumkin emas.

Bu formülasyon, evolyutsiya nazariyasi ko'plab tarafdorlari imonini silkinib, va koinotning bir aqlli Yaratuvchi borligini haqida jiddiy o'ylash uchun ularni majbur qildi. Nima uchun?

yopiq tizimda standart, entropiya har doim oshiradi, chunki. Shunday qilib, betartiblik tomonidan murakkablashadi. u faqat tashqi energiya to'ldirilganda tufayli bo'lishi mumkin uzoqroq. Va bu qonun, biz har kuni ko'ramiz. bog 'g'amxo'rlik, uy, mashina, va hokazo. E. olib bo'lmasa, ular faqat vayron bo'ladi.

megamasshtabah bizning koinotdagi - ham yopiq tizim hisoblanadi. Va olimlar bizning juda mavjudligi qaerdadir bu tashqi zaryadlash elektr bor ekanini aks ettirishi lozim, degan xulosaga kelgan. Shuning uchun hech hayron, bugungi kunda astrofiziklar Xudoga ishonaman, deb.

vaqt arrow

entropi yana bir juda mohirlik masal vaqt o'qi sifatida ko'rsatish mumkin. Ya'ni, entropiya yo'nalishi jismonan jarayonini harakat qiladi bo'lgan ko'rsatadi.

Albatta, u bog'bonga lavozimidan chetlashtirishni eshitish mumkin emas, siz u mas'ul bo'lgan uchun, er joy, aniqroq va nozik bo'ladi, deb kutadi. Faqat qarama-qarshi - siz boshqa xodimlari bo'lmasa, bir necha vaqt o'tgach, hatto eng go'zal bog 'kimsasiz kelgan.

Kimyo entropiya

nasihatlariga yilda "Kimyo" Entropi muhim ko'rsatkichi hisoblanadi. Ba'zi hollarda, uning qiymati kimyoviy reaktsiyalar ta'sir qiladi.

Kim telba o'tkir harakati portlashi g'alayon uchun qo'rqib belgilar aniq nitrogliserin bir qo'pol yo'naltiriladi bo'lgan film, sahna ko'rgan emas? Kimyo entropi tamoyiliga vizual yordam bo'ldi. uning ko'rsatkich tanqidiy nuqtaga yetib bo'lsa, u reaksiya portlash natijasida, qaysi boshlangan bo'ladi.

tartibi buzilishi,

Eng tez-tez, deb entropisi bahslasha - betartiblik istagi bo'lgan. Aslida so'z "entropiya" o'girib yoki aylantirib anglatadi. Biz allaqachon bu harakatni ifodalaydi, deb aytgan. Shu nuqtai nazardan, juda qiziqarli, gaz entropiya. Keling, bu sodir tasavvur qilishga harakat qilaylik.

gaz har biri ikki ulangan idishlar, iborat yopiq tizim oling. Ular mahkam bog'langan edi qadar ballonlarda bosim, turli edi. Ular birgalikda qo'yish bo'lsa, molekulyar darajada, nima bo'ldi tasavvur qiling.

molekulalar olomon yana bosim ostida, u darhol juda keng qadar yashagan, uning aka-ukalari, yugurib bo'ladi. Shunday qilib, ular u erda bosim oshdi. Bu yo'l bilan, hammom suv sachrab taqqoslanishi mumkin. bir tomonga o'tib, u darhol boshqa taqiladi. Xuddi shunday, bizning molekulasi. Va bizning tashqi ta'sirlardan mukammal holatga, ular modomiki butun hajmida mukammal muvozanat barpo etish emas, tizim surish bo'ladi. Va keyin, har bir molekulasi atrofida qo'shnichilik va barcha qolgan kabi aynan bir xil kosmik bo'ladi. Va u kimyo eng yuqori entropiya bo'ladi. Rotasyonlar va o'zgarishlar to'xtasalar.

Standard entropiya

Olimlar tashkil etish va tartibsizlik, hatto, tasnifi, ularning urinishlarini tark yo'q. entropiya qiymati tegishli sharoitlar bir qancha bog'liq, chunki, muddatli "standart entropiya" joriy etildi. qadriyatlar , ushbu standartlar maxsus jadvalda umumlashtirilgan, shuning uchun osongina kalkulyatordan amalga oshirish va turli xil dastur vazifalarni hal mumkin.

Bir atmosferaning bosimi va 25 daraja Selsiy haroratda shartlarini hisobga olgan holda standart entropi da Standart qadriyatlar. harorat oshishi bilan darajasi ham ortadi.

Printsiplarni va shifrlar

Axborot entropiya ham mavjud. Bu parol xabarlarni shifrlash yordam berish uchun mo'ljallangan. Axborot entropi uchun - oldindan axborot ehtimoli bo'ladi. Va juda oddiy shartlar bo'lsa, u ushlangan cipher yorilish bo'ladi qanchalik oson.

U qanday ishlaydi? Birinchi qarashda, bu-da holda har qanday manbai ma'lumotlar kodlangan Xabar bo'lishi mumkin emas tushunish, ko'rinadi. Lekin bu to'g'ri emas. Bu erda dalillar keladi.

shifrlangan xabar bilan sahifani tasavvur qiling. Siz rus tilini deb foydalanishni bilaman, lekin belgilar butunlay notanish bo'lgan. Nimadan boshlash kerak? O'ylab ko'ring: xat, bu sahifa "b", deb kuni bilan uchrashadi, deb ehtimoli qanday? Va imkoniyat "Ey" harfi qoqilmasdan? Tizim, siz tushunish. eng keng tarqalgan bo'lgan belgi hisoblash (va hech bo'lmaganda ehtimol - u ham muhim ko'rsatkich hisoblanadi), va xabar yozilgan qaysi tilning o'ziga xos jihatlari bilan solishtirganda.

Bundan tashqari, tez-tez, va ba'zi tillarda va harflar barqaror birikmalar ham bor. Bu bilim ham parolini hal qilish uchun ishlatiladi. Aytgancha, bu usul mashhur Sherlok Xolms hikoya "Raqs Erkak Adventure" ishlatiladi. Shu tarzda Ikkinchi jahon urushi arafasida ham kodlari sindirish uchun.

Va axborot entropiya kodlashtirish ishonchliligini oshirish uchun mo'ljallangan. Tufayli olingan formulalar uchun Matematika tahlil va taklif shifrovschikami variantlarni yaxshilash mumkin.

qorong'u materiya bilan aloqa

faqat kutmoqda nazariyasi, juda ko'p tasdiqlangan bo'lishi kerak. Ulardan biri nisbatan yaqinda kashf bilan entropinin hodisani bog'liq qorong'u materiya. Bu yo'qolgan energiya oddiygina qorong'uda aylanadi, deydi. Biz buni bilamiz, deb astronomlar masala bo'yicha bizning koinotimiz faqat 4 foizga tushib taxmin. Dark - va boshqa 96 foiz paytda o'rganilmagan ish etiladi.

Bunday nom u tufayli u elektromagnit nurlanish bilan o'zaro va (hamma vaqt koinotda ob'ektlar gacha ma'lum kabi) uni chiqaradi emas, aslida qabul qildi. Va shuning uchun, ilm-fan qorong'u materiya o'rganish va uning xususiyatlari rivojlantirish, bu bosqichda u mumkin emas.