Значення ентропії (що це, поняття та визначення)

Що таке ентропія:

Як відома ентропія, природна тенденція до втрати порядку в системі. Слово як таке походить від грецької ἐντροπία (ентропія), що буквально означає «назад», хоча сьогодні воно використовується в різних образних сенсах.

Термін ентропія спочатку був введений німецьким фізиком Рудольфом Клаузієм, коли він зауважив, що в будь-якому незворотному процесі невелика кількість теплової енергії завжди виходила за межі системи. З цього часу термін застосовується в найрізноманітніших дисциплінах знань, таких як фізика, хімія, математика, астрофізика, лінгвістика, обчислювальна техніка або екологія, щоб позначити міру розладу, що побудувати систему.

Так, наприклад, у фізиці під ентропією розуміється ступінь незворотності, яка в термодинамічній системі досягається після процесу, що передбачає перетворення енергії. У хімії, з іншого боку, йдеться про ентропію, що спостерігається при утворенні хімічної сполуки. В астрофізиці він натякає на ентропію, яку спостерігають у чорних дірах. В інформаційних теоріях ентропія - це ступінь невизначеності стосовно набору даних. Тоді як у Computing йдеться про випадковість, зібрану операційною системою або програмою для її використання в криптографії.

Ентропія в термодинаміці

В області термодинаміки ентропія відома як фізична величина, яка вимірює ту частину енергії, яка не може бути використана для виконання робіт, і, отже, втрачається. Таким чином, в ізольованій системі невелика кількість енергії завжди буде розсіюватися поза системою. Ця цінність як така завжди має тенденцію до зростання в ході природного процесу. У цьому сенсі ентропія описує незворотність термодинамічних систем. Наприклад, коли ви покладете кубик льоду в стакан води з кімнатною температурою, через кілька хвилин куб перейде в рідкий стан, оскільки його температура буде збільшуватися, а вода охолоне, поки обидва не досягнуть теплової рівноваги. Це тому, що Всесвіт прагне розподілити енергію рівномірно, тобто максимізувати ентропію.

Негативна ентропія

В якості негативної ентропії або негуентропії називається ентропія, яку система експортує, щоб зберегти її ентропію низькою. Таким чином, для компенсації процесу деградації, якому з часом підпадає кожна система, деяким відкритим системам вдається зберегти свою природну ентропію завдяки внеску інших підсистем, з якими вони пов'язані. Таким чином, у відкритій системі негативна ентропія передбачає опір, який підтримується в пов'язаних підсистемах, що дозволяють їй відновити ентропічну систему на відміну від закритої системи, в якій ентропічний процес не може зупинитися сам собою.