- شروع کننده موضوع
- #1
dorna
کاربر خاک‌انجمن‌خورده
- ارسال‌ها
- 1,588
- امتیاز
- 4,449
- نام مرکز سمپاد
- فرزانگان امین1
- شهر
- اصفهان
آنتروپی یک مبحث ترمودینامیکیه که بی نظمی یه سیستم رو توصیف میکنه.[nb]بچه های سوم دبیرستان و بالاتر با مفهوم آنتروپی آشنایی دارند.اما برای استفاده ی کسایی که هنوز با این مفهوم آشنایی ندارن همه ی مفاهیم کتاب درسی رو هم به متن اضافه کردم [/nb] منظور از بی نظمی رو با یه مثال ساده میشه بیان کرد:وقتی n تا مولکول گازی درون یه ظرف داشته باشیم تعداد حالاتی که این مولکول ها میتونن توی ظرف قرار بگیرن بر اساس علم احتمالات یه عدد قابل محاسبه ی بزرگ خواهد بود ولی یه جامد بلوری خالص توی دمای صفر کلوین یه آرایش مطلق داره. میتونیم بگیم که آنتروپی در این جسم جامد خالص بلوری صفره ولی در اون سیستم حاوی گاز آنتروپی یه عدد به نسبت بزرگه.[nb]این مطلب تقریبا درک مناسبی از مفهوم آنتروپی ارائه میده.البته این مطلب بیشتر در ارتباط با آنتروپی آماری هست و زیاد ارتباطی با مبحث ترمودینامیکی و بحث فعلی نداره[/nb]
زمانی که به واکنش , خواه فیزیکی خواه شیمیایی, انجام میشه آنتروپی سامانه تغییراتی میکنه.مثلا وقتی یک مول گاز رو از یه ظرف 1 مترمکعبی وارد یه ظرف 2 متر مکعبی کنیم آنتروپی افزایش پیدا میکنه. یا مثلا وقتی که هیدروژن میسوزه و آب رو تشکیل میده طی فرآیند تغییرات آنتروپی منفیه. یعنی آنتروپی کاهش پیدا میکنه. در مجموع همیشه هر سیستمی دوست داره آنتروپی بیشتری داشته باشه. بنابراین اگه بخوایم ببینیم که آیا یه واکنش تمایل داره اتفاق بیفته یا نه(خود به خودیه یا نه) یکی از عواملی که در نظر میگیریم اینه که ایا انتروپی تو اون وانکنش زیاد میشه یا نه. اما از اونجایی که آنتروپی تنها عامل نیست نمیشه گفت که توی هر واکنش خود به خودی حتما آنتروپی سیستممون افزایش یافته. اما با استفاده از قانون دوم ترمودینامیک[nb] قانون دوم ترمودینامیک به بیان کلازیوس یا درواقع به قول فصل اول کتاب فیزیک سوم ریاضی "بیان یخچالی "میگه: گرما هیج وقت خود به خود از جسم سرد به جسم گرم نمیره. قوانین ترمودینامیک قوانین منفی هستند(نمیره, امکان نداره و... )و این جور قضایا قابل اثبات نیستند. و فقط به استناد تجربه به عنوان قوانین بنیادی ترمودینامیک پذیرفته شدن[/nb] میشه اثبات کرد که توی هر واکنش خود به خودی حتماً آنتروپی دنیا(سیستم+محیط) زیاد میشه.[nb] از قانون دوم ترمو نتیجه میشود که:ΔS=ΔH/T
فرض میکنیم ΔSسیستم+Δمحیط>0 (فرض میکنیم آنتروپی دنیا افزایش یافته) =>
Δsسیستم+ ΔHمحیط/T> صفر =>
ΔSسیستم+-ΔHسیستم/T>صفر =>
ضرب طرفین در T<0- نتیجه میدهد که -ΔSسیستم*T+ΔH<صفر =>
ΔG<0 => فرآیند خود به خودیست. همه روابط هم برگشت پذیرن. بنابراین در هر فرآیند خود به خودی حتما آنتروپی دنیا افزایش میابد.و برعکس.
[/nb]
با استفاده از این نتیجه (در هر واکنش خود به خودش حتما انتروپی دنیا زیاد میشه) خیلی از مباحث فلسفی مطرح میشه و به گونه های مختلف پاسخ داده میشه:
* وقتی سعی داریم سیستم رو منظم کنیم دنیا رو قطعا بی نظم تر کردیم. این وسط ما اختیاری نداریم. این سرنوشت محتوم دنیاست که به سمت بی نظمی میره.
* شروع دنیا منظم ترین حالت ممکن بوده و در پایان دنیا آنتروپی به ماکسیمم مقدار خودش میرسه. و بهش مرگ گرمایی میگن. دیگه هیچ فرآیندی اتفاق نمیفته. و این نشون میده که این هم چز از پیش تعیین شده ایه که اختیار بشری رو محدود میکنه.
* عده ای از صاحب نظران سعی میکنن با استفاده از این قضیه وجود خدا رو به اثبات برسونن. استدلالشون هم اینه: اگه دنیا رو دارای شروع فرض کنیم قطعا باید چیزی بوده باشه که نظم مطلق رو ایجاد کنه. اما عده ای هم میگن اگه شروعی در نظر نگیریم قطعا توی اون زمان لایتناهی امکانش بوده که نظم مطلق که احتمال به وجود اومدنش از هر انچه فکر کنیم کوچکتره به وجود بیاد.
*استنتاج حیات جاودان زیر سوال میره.
و قطعاً خیلی چیز های دیگه! بهش فکر کنید! با دونستن اینکه دنیا به سمت به نظمی میره چه مباحثی رو میتونید توی ذهنتون مطرح کنید و به روش های مختلف بهش جواب بدید؟ میتونیم اینجا سرشون بحث کنیم!
در آخر هم باید بگم که مغالطه های زیادی به این مبحث نسبت میدن.
کجا معلوم این دنیایی که ما میگیم یه زیر مجموعه از یه مجموعه ی بزرگ تر نباشه؟ فقط یه وجه از دنیای اصلی؟ و وجوه دیگه با قوانین بنیادی ترمودیناکی ما قابل بررسی نباشن؟
قوانین ترمودینامیک تجربی هستند.از کجا معلوم که تغییر نکنن؟ نمیتونیم بگیم از اول همین بودن و همیشه هم همین خواهند بود. ممکنه زمانی باشه که دقیقا عکس این قوانین اتفاق بیفته.
زمانی که به واکنش , خواه فیزیکی خواه شیمیایی, انجام میشه آنتروپی سامانه تغییراتی میکنه.مثلا وقتی یک مول گاز رو از یه ظرف 1 مترمکعبی وارد یه ظرف 2 متر مکعبی کنیم آنتروپی افزایش پیدا میکنه. یا مثلا وقتی که هیدروژن میسوزه و آب رو تشکیل میده طی فرآیند تغییرات آنتروپی منفیه. یعنی آنتروپی کاهش پیدا میکنه. در مجموع همیشه هر سیستمی دوست داره آنتروپی بیشتری داشته باشه. بنابراین اگه بخوایم ببینیم که آیا یه واکنش تمایل داره اتفاق بیفته یا نه(خود به خودیه یا نه) یکی از عواملی که در نظر میگیریم اینه که ایا انتروپی تو اون وانکنش زیاد میشه یا نه. اما از اونجایی که آنتروپی تنها عامل نیست نمیشه گفت که توی هر واکنش خود به خودی حتما آنتروپی سیستممون افزایش یافته. اما با استفاده از قانون دوم ترمودینامیک[nb] قانون دوم ترمودینامیک به بیان کلازیوس یا درواقع به قول فصل اول کتاب فیزیک سوم ریاضی "بیان یخچالی "میگه: گرما هیج وقت خود به خود از جسم سرد به جسم گرم نمیره. قوانین ترمودینامیک قوانین منفی هستند(نمیره, امکان نداره و... )و این جور قضایا قابل اثبات نیستند. و فقط به استناد تجربه به عنوان قوانین بنیادی ترمودینامیک پذیرفته شدن[/nb] میشه اثبات کرد که توی هر واکنش خود به خودی حتماً آنتروپی دنیا(سیستم+محیط) زیاد میشه.[nb] از قانون دوم ترمو نتیجه میشود که:ΔS=ΔH/T
فرض میکنیم ΔSسیستم+Δمحیط>0 (فرض میکنیم آنتروپی دنیا افزایش یافته) =>
Δsسیستم+ ΔHمحیط/T> صفر =>
ΔSسیستم+-ΔHسیستم/T>صفر =>
ضرب طرفین در T<0- نتیجه میدهد که -ΔSسیستم*T+ΔH<صفر =>
ΔG<0 => فرآیند خود به خودیست. همه روابط هم برگشت پذیرن. بنابراین در هر فرآیند خود به خودی حتما آنتروپی دنیا افزایش میابد.و برعکس.
[/nb]
با استفاده از این نتیجه (در هر واکنش خود به خودش حتما انتروپی دنیا زیاد میشه) خیلی از مباحث فلسفی مطرح میشه و به گونه های مختلف پاسخ داده میشه:
* وقتی سعی داریم سیستم رو منظم کنیم دنیا رو قطعا بی نظم تر کردیم. این وسط ما اختیاری نداریم. این سرنوشت محتوم دنیاست که به سمت بی نظمی میره.
* شروع دنیا منظم ترین حالت ممکن بوده و در پایان دنیا آنتروپی به ماکسیمم مقدار خودش میرسه. و بهش مرگ گرمایی میگن. دیگه هیچ فرآیندی اتفاق نمیفته. و این نشون میده که این هم چز از پیش تعیین شده ایه که اختیار بشری رو محدود میکنه.
* عده ای از صاحب نظران سعی میکنن با استفاده از این قضیه وجود خدا رو به اثبات برسونن. استدلالشون هم اینه: اگه دنیا رو دارای شروع فرض کنیم قطعا باید چیزی بوده باشه که نظم مطلق رو ایجاد کنه. اما عده ای هم میگن اگه شروعی در نظر نگیریم قطعا توی اون زمان لایتناهی امکانش بوده که نظم مطلق که احتمال به وجود اومدنش از هر انچه فکر کنیم کوچکتره به وجود بیاد.
*استنتاج حیات جاودان زیر سوال میره.
و قطعاً خیلی چیز های دیگه! بهش فکر کنید! با دونستن اینکه دنیا به سمت به نظمی میره چه مباحثی رو میتونید توی ذهنتون مطرح کنید و به روش های مختلف بهش جواب بدید؟ میتونیم اینجا سرشون بحث کنیم!
در آخر هم باید بگم که مغالطه های زیادی به این مبحث نسبت میدن.
کجا معلوم این دنیایی که ما میگیم یه زیر مجموعه از یه مجموعه ی بزرگ تر نباشه؟ فقط یه وجه از دنیای اصلی؟ و وجوه دیگه با قوانین بنیادی ترمودیناکی ما قابل بررسی نباشن؟
قوانین ترمودینامیک تجربی هستند.از کجا معلوم که تغییر نکنن؟ نمیتونیم بگیم از اول همین بودن و همیشه هم همین خواهند بود. ممکنه زمانی باشه که دقیقا عکس این قوانین اتفاق بیفته.
). در اون حالت حتی پروتون ها، الکترون ها و ... هم وجود نخواهند داشت. چون خود وجود اینها نشانه تجمع ماده و تشکیل ساختاره (اگه ساختار نداشت که واسش اسم نمی ذاشتیم!). نمی دونم آیا میتونین چنین پایانی رو تصور کنین؟
