Ентропія – це міра хаосу чи безладдя у системі. Збільшення ентропії означає, що система стає безладнішою або хаотичнішою. Це явище спостерігається в багатьох фізичних, хімічних та біологічних системах, і має важливе значення для розуміння та прогнозування їхньої поведінки.
Збільшення ентропії системи може відбуватися з різних причин. Одна з найпоширеніших причин – це додавання енергії до системи. Під впливом доданої енергії частинки речовини починають рухатися швидше та хаотичніше, що призводить до зростання ентропії. Такий процес можна спостерігати, наприклад, під час нагрівання води, коли водяні молекули набувають великої кінетичної енергії і починають рухатися в різних напрямках.
Ще одним фактором, що призводить до збільшення ентропії системи, є поділ системи на окремі частини чи компоненти. Коли система поділяється на дрібніші компоненти, у кожної з них виникає більше можливостей для переміщення, взаємодії та зміни свого стану. Внаслідок цього зростає загальна ентропія системи.
Збільшення ентропії може й у результаті хімічних реакцій чи змін у структурі системи. Наприклад, при хімічній реакції, що здійснюється з поглинанням або виділенням тепла, енергія перерозподіляється між молекулами, що призводить до збільшення їхньої хаотичності і, отже, ентропії системи в цілому.
| Процес / явище | Збільшення ентропії? |
|---|---|
| Зміна агрегатного стану речовини | Так |
| Розширення системи | Так |
| Розбивка речовини на молекули чи атоми | Так |
| Хімічна реакція, за якої утворюються великі молекули | Ні |
| Інтермолекулярні тяжіння, які збільшують порядок у системі | Ні |
| Фізичні процеси, що супроводжуються емісією тепла | Ні |
Абсолютне значення ентропії залежить від низки фізичних параметрів. При фіксованому обсязі ентропія збільшується зі збільшенням температури системи, а при фіксованій температурі збільшується зі збільшенням об'єму та зменшенням тиску.
Коли ентропія зростає?
У статистичній фізиці ентропія сприймається як міра ймовірності перебування системи у цьому стані. Чим більше безладдя, тим більша ентропія. Будь-яка система поступово переходить до свого ймовірнішого стану. У процесі цього в ній збільшується безлад, наростає хаос, а отже, і збільшується ентропія.
Коли збільшується ентропія системи?
Так, якщо при механічній взаємодії двох тіл з однаковою температурою Т1 є тертя, то ця робота тертя перетворюється на теплоту тертя LТР=QТР > 0. Ця теплота буде сприйнята кожним з тіл QТР=QТР1+QТР2, отже, зросте ентропія кожного тіла, а відповідно, і всієї системи.
Коли змінюється ентропія?
Ентропія є функцією стану. Зміна їх у оборотному процесі залежить від шляху переходу, а визначається ентропією початкового і кінцевого стану. Ентропія – величина адитивна, тобто. зміна ентропії системи дорівнює сумі змін ентропії окремих її частин.
Коли ентропія зменшується?
Наприклад, ентропія зростає при переході рідини в пару, при розчиненні кристалічної речовини і т. д. У всіх цих випадках спостерігається зменшення порядку відносного розташування частинок. Навпаки, у процесах конденсації та кристалізації речовин Ентропія зменшується.