термодинамическая энтропия

Термодинамическая энтропия - это мера того, как организованная или неорганизованная энергия присутствует в системе атомов или молекул. Она измеряется в джоулях энергии на единицу кельвина. Энтропия является важной частью третьего закона термодинамики.

Представьте, что группа молекул имеет десять единиц энергии. Если энергия в этих молекулах прекрасно организована, то молекулы могут выполнять десять единиц работы. Однако, если энергия стала менее организованной (таким образом, энтропия увеличилась), то молекулы могут выполнять только шесть единиц работы, даже если в них все еще есть десять единиц энергии.

Когда достигается полная энтропия, больше не нужно тратить энергию. Хорошим примером этого является чашка горячего чая. Чай обладает большим количеством энергии по сравнению с комнатой, в которой находится чай. Со временем тепло в чае распространится в комнату. Чай становится холоднее. Это происходит потому, что энергия (тепло) в чае переходит в окружающее пространство. Как только чай становится холодным, больше не остается тепла, которое может распространяться. Чай достиг полной энтропии.

Есть два типа этих "комнат": Открытая система и закрытая система. Открытая система означает, что энергия (например, тепло) может свободно поступать в помещение и выходить из него. Закрытая система означает, что помещение закрыто снаружи; никакая энергия не может поступать внутрь или выходить наружу.

В случае с чаем, комната представляла собой закрытую систему, в нее не могла проникнуть никакая энергия. Но мы также можем сделать его открытой системой, поместив в комнату нагреватель. Если мы включим нагреватель, мы сможем использовать тепло от него для подогрева чашки чая. В комнату поступила новая энергия. Таким образом, энтропия уменьшилась. Тепло, которое поступало от нагревателя в чай, может затем снова переместиться в комнату, пока не будет достигнута полная энтропия. Вот о чем второй закон термодинамики.

Настоящим примером открытой системы является Земля. Она получает много энергии от Солнца каждый день. Это позволяет растениям расти, а воде оставаться жидкой. Если бы мы забрали Солнце, растения погибли бы, а вода замерзла бы, потому что поверхность нашей планеты была бы слишком холодной.

Вопросы и ответы

В: Что такое термодинамическая энтропия?


О: Термодинамическая энтропия - это мера того, насколько организованно или неорганизованно энергия присутствует в системе атомов или молекул. Она измеряется в джоулях энергии на единицу кельвина.

В: Что гласит третий закон термодинамики?


О: Третий закон термодинамики гласит, что при достижении полной энтропии больше нет энергии, которую можно было бы потратить.

В: Какие два типа "комнат" упоминаются в тексте?


О: Два типа "помещений", упомянутых в тексте, - это открытая система и закрытая система. Открытая система означает, что энергия (например, тепло) может свободно входить и выходить, в то время как закрытая система означает, что она закрыта от внешнего мира; энергия не может входить или выходить.

В: Как новая энергия влияет на общую энтропию?


О: Новая энергия уменьшает общую энтропию, поскольку она позволяет повысить организованность системы. Например, если мы поместим обогреватель в комнату с холодным чаем, мы можем использовать тепло от него, чтобы подогреть чашку чая. Это привносит новую энергию в комнату, что уменьшает ее общую энтропию.

В: Можете ли Вы привести пример открытой системы?


О: Примером открытой системы в реальной жизни является Земля, поскольку она ежедневно получает много энергии от Солнца, что позволяет растениям расти, а воде оставаться жидкой.

В: Как достижение полной энтропии влияет на чашку горячего чая?


О: Когда полная энтропия чашки горячего чая будет достигнута, больше не будет тепла, которое может распространяться, поэтому она станет холодной, поскольку все ее тепло перейдет в окружающее пространство.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3