Vi vet at entropien er null for reversible prosesser og alltid positiv for irreversible prosesser. Kan det eksistere et system som kan ha negativ entropi?
Kommentarer
- Jeg tror du snakker om entropi endring i en prosess, ikke sant?
- Hvorfor entropi i hele systemet er null eller større enn null, men ikke negativt?
- Hva definerer du som » hele systemet? »
- Betyr vårt objekt av interesse
- som om universets entropi alltid øker, men hvorfor?
Svar
Entropien $ S $ i et system er relatert til antall mulige mikrostater $ \ Omega $ som et system kan ta i bruk på følgende måte:
$$ S = k_B \ log \ Omega $$
Merk at $ \ Omega $ alltid må være et helt tall, og det må alltid være minst 1; derfor er $ S $ alltid større enn eller lik null.
I null-entropi-tilfellet er objektet en perfekt krystall ved null temperatur, som bare har en mulig mikrostatus. (Dermed er definisjonen ovenfor mulig gjennom den tredje loven om termodynamikk.) Enhver annen situasjon har mer enn en mulig mikrostat, så entropien må være større enn null.
Kommentarer
- Kan vi korrelere entropien med tilfeldighet
- Forutsatt at en jevn sannsynlighetsfordeling av systemet er i en hvilken som helst mikrostat, så ja, den omtrentlige » tilfeldighet » til et system er relatert til det totale antallet mikrostater, og dermed til entropien.
- Vi vet hva som skjedde med absolutt null, men hva vil skje under 0K
- Det avhenger av din definisjon av temperatur. Hvis du relaterer det til gjennomsnittlig kinetisk energi, er det umulig, da kinetisk energi alltid er positiv. Hvis du definerer temperaturen som 1 / (mengden entropi som tilføres systemet når en gitt mengde energi tilsettes), er negative temperaturer mulig i systemer som blir mer ordnet (dvs. har færre mikrostater) når energi tilsettes. De fleste praktiske eksempler på slike systemer er generelt ganske varme, skjønt, så denne forestillingen om temperatur er noe ikke-intuitiv.
- Hvis det foreligger en øvre grense for hvor mye energi en partikkel kan ha, så tilfører du energi til et system pas et bestemt punkt tjener til å pakke flere og flere partikler i (for bosoner) den høyeste energitilstanden, eller (i tilfelle fermioner) den høyeste tilgjengelige energitilstanden. En haug med skiller seg ut degenererte partikler (når det gjelder bosoner; i tilfelle fermioner, en haug med skiller seg ikke fra skillepartikler som i det vesentlige er låst i en energitilstand) er mye mindre tilfeldig enn en haug med partikler som har mange mulige energitilstander. Dermed har høyere energitilstander mindre entropi.
Svar
Jeg tror det du mener er at entropien endres ikke for reversible prosesser, men øker for irreversible prosesser. I denne forstand vil spørsmålet ditt være om entropien til et system kan avta. Ja, absolutt! Entropien kan reduseres for et system som ikke er lukket. For eksempel Jorden mottar solenergiballen Solen og forsvinner ut i rommet som varme. Entropien til hele systemet (lukket) (Sol, jord og rom) øker alltid. Entropien på jorden alene kan imidlertid faktisk avta. Entropi blir ofte referert som et mål på kaos, så ville orden være det motsatte av entropi. I denne forstand representerer biologisk liv og evolusjon en høyt organisert materie og derfor en lav entropi. En slik reduksjon av entropien som fremveksten av liv og dets utvikling på jorden var mulig nøyaktig fordi Jorden alene ikke er et lukket system, men en kanal for en enorm entropiøkning av solenergien som forsvinner som varme. Uten denne konstante entropien ville det være umulig å øke livet på jorden. Det er nøyaktig entropiøkningen i hele systemet som tillot entropien i den delen av systemet å redusere og dermed produsere liv, evolusjon og til slutt intelligens.
Kommentarer
- Selv i et lukket system kan entropien reduseres. Bare fjern for eksempel varme fra kroppen.
- @Chester Miller: Kan du gi en lenke eller referanse til ideen om at entropien til et lukket system kan reduseres?
- Vel , hver termodynamikk lærebok har ligningen $ dS = dq_ {rev} / T $. Hva vil du konkludere med hvis jeg fortalte deg at $ dq_ {rev} $ er negativ for en bestemt prosess (for eksempel isotermisk kompresjon av en ideell gass eller kjøling av et fast stoff)?
- @Chester Miller: Eksemplene dine er ikke lukkede systemer, og de svarer ikke på spørsmålet mitt. Jeg ber ikke om ideer eller konklusjoner. Jeg spør om du kan gi en referanse som spesifikt sier at » entropien til et lukket system kan redusere «.Grunnen til at jeg spør er at et slikt system ville bryte loven om entropien som øker i et lukket system, og jeg har ikke ‘ ikke hørt om brudd på denne loven. Så hvis du har noen faktisk referanse (annet enn dine egne fradrag), ville jeg ‘ være interessert i å lære.
- Jeg tror vi har et terminologispørsmål her. Når en fysiker snakker om et lukket system, er det han mener det er ingen utveksling av masse, varme eller arbeid med omgivelsene. dette er det vi ingeniører kaller et isolert system. I ingeniørfag (og de fleste termobøker) er et lukket system et der det ikke er masseutveksling med omgivelsene; utveksling av varme og arbeid er tillatt. Se følgende lenke: google.com/…
Svar
Ja. Snu hastigheten til alle partiklene i universet, og entropi vil bare gå ned.
https://youtu.be/yRvbEoHHx4M?t=39m14s
Kommentarer
- Kan du beskrive det tydeligere?
- [link] ( youtu.be/yRvbEoHHx4M?t=36m42s )
- @safesphere Hvorfor hadde fortiden da lavere entropi da nå? Foreslår du at fortiden ikke eksisterer? Div id = «be5c95502a»>
t engang?