엔트로피 및 열역학은 물리적 또는 생물학적 시스템에서 장애의 양을 측정합니다. 그것은 측정 할 수 있고 불확실성, 장애 또는 무작위성 현상과 공통적 인 연결 또는 연관성을 갖는 과학 및 물리적 특성의 개념입니다. 이 용어와 개념은 고전적인 열역학에서 통계 물리학 및 정보 이론의 원리에 대한 자연 설명에 이르기까지 다양한 분야에서 사용됩니다. 화학, 물리, 생물학적 시스템 및 생활 및 생활과의 직접적인 관계, 우주론, 경제학, 사회학, 기상 과학, 기후 변화 및 통신 정보 전송을 포함하여 정보 시스템에서 여러 가지 용도로 사용됩니다. 엔트로피 수준이 시스템에서 너무 높으면 해당 시스템에 대한 적절한 정보를 가질 수 없습니다. 따라서 정보는 음성 엔트로피의 한 형태입니다.
엔트로피 및 열역학의 발견
1850 년에 열역학은 스코틀랜드 과학자이자 엔지니어 인 Macquorn Rankine에 의해 '열역학적 기능'및 '열 전위'라고 불 렸습니다. 그 후 1865 년, 열역학 분야의 창시자 중 한 명인 Rudolf Clausius라는 독일의 물리학자는 그것을 순간 온도에 대한 1 분량의 열 지수로 정의했습니다.
그런 다음 Ludwig Boltzmann이라는 오스트리아의 물리학자는 엔트로피와 열역학적 의미를 설명했습니다. 그에 따르면, 엔트로피는 시스템의 거시적 상태를 준수하는 여러 현미경 배열 또는 개별 원자 및 분자 상태의 척도입니다. 따라서 그는 통계 역학이라는 새로운 열역학 분야에서 통계 장애 및 확률 분포의 개념을 제시했다. 그는 Boltzmann Constant라는 비례 상수를 가진 간단한 로그 법칙의 형태로 평균 구성을 계속 변동하는 미세한 상호 작용 사이의 연결을 발견했습니다. 그것은 현대 국제 단위 (SI)의 표준 및 보편적 상수 정의 중 하나입니다.
1948 년, Claude Shannon이라는 과학자는 통신 신호에서 무작위 정보 손실 문제의 불확실성과 다중성을 측정하기위한 동일한 종류의 통계 개념을 발표했습니다. John Von Neumann의 제안을 받아 Shannon은 통계 역학 'Entropy'에서 누락 된 정보의 엔티티를 지명하여 정보 분야의 분야를 낳았습니다. 또한이 정의는 엔트로피 개념에 대한 보편적 인 정의로 인식됩니다.
엔트로피에는 일부 프로세스가 변할 수없고 돌이킬 수없는 결과가 있습니다. 엔트로피의 개념은 열역학 제 2 법칙에서 두드러집니다. 자발적으로 진화하기 위해 남겨진 분리 된 시스템의 엔트로피는 엔트로피가 가장 높은 열역학적 평형 상태에 항상 도달하기 때문에 시간이 지남에 따라 감소 할 수 없습니다.
Alfred Wehrl에 따르면, 엔트로피는 거시적 및 현미경 측면 사이의 관계를 맺어 거시적 시스템의 거동 또는 평형 또는 평형에 가까운 실제 물질에 대해 알 수 있습니다. 엔트로피는 현미경 시스템에서 혼돈의 양의 척도입니다. 엔트로피의 개념은 열역학 분야에서 처음으로 제기되었습니다. 또한 열역학은 에너지 연구입니다. 그것은 일을하는 능력과 시스템의 내부 에너지, 열 및 작업과 같은 다양한 형태의 에너지 사이의 전환입니다. 열역학의 법칙은 통계 역학에서 가져옵니다. 열역학의 세 가지 법칙이 있습니다. 첫 번째 법칙에 따르면, 에너지는 창조되거나 파괴 될 수 없지만 한 형태에서 다른 형태로만 변경 될 수 있습니다. 이 첫 번째 법칙의 공식화가 있는데,이 법은 시스템에서 흐르는 열의 양이 내부 에너지의 변화와 시스템에 의해 수행 된 작업의 합과 같다고 말합니다.
제 2 법칙에 따르면, 저수지에서 긍정적 인 열을 빼고 긍정적 인 작업으로 변환하는 독특한 효과가있는 프로세스를 만들거나 형성하는 것은 불가능합니다. 이를위한 공식이있어 폐쇄 시스템의 엔트로피가 시스템에서 발생하는 방법이 무엇이든 감소하지 않습니다. 이 법은 열 엔진 중 어느 것도 100 % 효율을 가질 수 없음을 보여줍니다. 열역학 제 2의 법칙에 따르면 폐쇄 시스템의 완전한 엔트로피는 감소 할 수 없습니다. 그러나 시스템에서 다른 시스템의 엔트로피를 증가시켜 한 시스템의 엔트로피가 감소 할 수 있습니다.
열역학의 제 3 법칙에 따르면, 절대 온도가 0 인 시스템의 엔트로피는 정의되고 안정적인 상수입니다. 또한 온도 제로의 대부분의 시스템이 지상 상태에 존재하고 엔트로피는 지상 상태의 퇴행성으로 알려져 있기 때문입니다.
.우주의 엔트로피 및 열 사망
일부 과학자들에 따르면, 우주의 엔트로피는 무작위성과 불균형이 생산적인 작업을 수행 할 수없는 시스템을 형성하는 시점으로 언젠가 증가 할 것입니다. 우주는 열 에너지 만 남아있을 때 열 사망으로 사망 한 것으로 간주됩니다. 그러나 일부 다른 과학자들은 열 사망 이론에 동의하지 않습니다. 어떤 사람들은 Universe 시스템이 엔트로피의 영역이 증가하더라도 엔트로피에서 멀어지고 있다고 말합니다. 다른 사람들에 따르면, 우주는 더 광범위한 시스템의 일부입니다.
엔트로피 및 열역학 예
아이스 블록이 녹는 경우 엔트로피가 증가합니다. 또한 시스템의 장애가 더 많은 것을 볼 수 있습니다. 얼음은 결정 격자에 연결된 물 분자로 만들어졌습니다. 얼음이 녹을 때 분자는 더 많은 에너지를 얻고 더 많이 퍼져서 상태를 잃어 액체를 형성합니다. 마찬가지로, 물에서 증기까지의 위상 변화는 시스템이 더 많은 에너지를 얻는다. 증기가 물을 형성하여 물을 형성하거나 물이 얼음으로 변할 때 시스템의 에너지도 감소 할 수 있습니다. 문제는 포함 된 시스템에 속하지 않기 때문에 열역학적 제 2 법칙은 영향을받지 않습니다. 시스템의 엔트로피는 감소 할 수 있지만 환경의 엔트로피가 증가합니다.
엔트로피 및 시간과의 관계
고립 된 시스템의 문제가 질서에서 장애로 이동하기 때문에 엔트로피는 종종 '시간의 화살'이라고 불립니다.
엔트로피는 단순한 용어로 시스템의 '장애 상태'입니다. 그것은 열역학의 두 번째 및 제 3 법칙을 구성하는데, 이는 각각 주변과 시스템 및 실질적인 엔트로피에 따른 엔트로피의 보편적 인 변화에 관한 것입니다.
마이크로 스테이트
사전에 따르면,‘매크로’는 크고‘마이크로’는 작지만, 매크로 스테이트와 마이크로 스테이트는 열역학에서 화학 시스템에서 거대하고 작은 크기를 정의하지 않습니다. 또는 그들은 두 가지 매우 다른 방법으로 시스템을 본다. 마이크로 스테이트는 특정 거시적과 관련하여 분자의 운동 에너지에 접근 할 수있는 다수의 다양한 배열 중 하나를 포함한다.
.통계의 엔트로피
엔트로피는 시스템의 무질서한 상태라는 상태 기능을 만듭니다. 질적 측면에서, 엔트로피는 프로세스에서 확장 될 수 있고 시스템 또는 기타 수량의 열역학에서 통계의 확률 측면에서 정의 할 수있는 원자 및 분자 에너지의 간단한 척도입니다.
질량, 에너지 및 자유와 관련된 통계의 엔트로피
우주의 일부의 에너지 또는 물질은 다른 부분에서 우주의 일부를 동시에 이익 또는 손실하는 경우에만 다소 적을 수 있습니다. 그 특정 부분에서 우주의 자유는 증가 할 수 있지만, 나머지 우주의 자유에는 차이가 없을 것입니다. 나머지 우주의 자유는 감소 할 수 있지만 궁극적으로 이익과 손실의 총계는 순 증가해야합니다.
.결론
엔트로피와 열역학은 물리학 및 화학에서 두드러지고 중요한 개념이며 우주론 및 경제와 같은 다른 분야에 적용 할 수 있습니다. 물리학에서는 열역학의 일부로 구성되며 화학에서는 물리 화학의 중심 개념입니다. 간단히 말해서, 그것은 시스템의 장애와 무작위성의 척도입니다. 그것은 열역학적 시스템의 특성으로, 현재의 물질의 양에 따라 가치가 변한다는 것을 의미합니다. 엔트로피의 값은 시스템의 질량에 따라 다릅니다. 그것은 문자로 표시되며 켈빈 당 줄의 단위로 구성됩니다. 엔트로피는 양수 또는 음의 값을 가질 수 있습니다. 열역학 제 2 법칙에 따르면, 시스템의 엔트로피는 다른 시스템의 엔트로피가 증가하는 경우에만 감소 할 수 있습니다. 고도로 정렬 된 시스템은 엔트로피가 낮습니다.
