Fizică Alte teme
Ce este entropia?
Entropia este o mărime fizică care măsoară gradul de dezordine sau aleatoriu al unui sistem termodinamic. Ea crește în procesele naturale ireversibile, reflectând a doua lege a termodinamicii: într-un sistem izolat, entropia totală nu scade niciodată. Entropia se măsoară în jouli per kelvin (J/K) și este o funcție de stare.
Definiție matematică
- 1 Variația entropiei Pentru un proces reversibil, ΔS = ∫(dQ/T), unde dQ este căldura schimbată infinitezimal, T este temperatura absolută. În procese ireversibile, ΔS > ∫(dQ/T).
- 2 Entropia și probabilitatea Entropia este proporțională cu logaritmul numărului de microstări posibile ale sistemului: S = k·ln(W), unde k este constanta Boltzmann, W este numărul de microstări.
- 3 Exemplu simplu Dacă un gaz se expandează liber într-un vid, entropia crește deoarece moleculele ocupă un volum mai mare, crescând dezordinea.
Aplicații și exemple
- Topirea gheții Când gheața se topește la 0°C, absoarbe căldură latentă Q = m·L, iar ΔS = Q/T = m·L/273,15, deoarece T = 273,15 K. Entropia crește deoarece moleculele trec de la o ordine în rețea solidă la o dezordine în lichid.
- Amestecarea gazelor Dacă două gaze diferite se amestecă, entropia crește datorită creșterii dezordinii în distribuția moleculelor.
- Motorul termic Într-un motor Carnot, entropia sistemului rămâne constantă în ciclul reversibil, dar în practică, procesele ireversibile cresc entropia totală.
Pentru calcule, asigură-te că folosești temperatura în Kelvin și căldura în jouli; în procese izoterme reversibile, ΔS = Q/T.