Khi nói về động lực học, chúng ta không thể không nhắc đến khái niệm “Hỗn loạn” hay Entropy. Entropy của một hệ thống là một đơn vị đo năng lượng không tồn tại trong cả hệ nhiệt động lực học và hệ kín. Nó thường được coi là một đại lượng đo mức độ rối loạn của hệ thống. Entropy là một thuộc tính của trạng thái của hệ thống và thay đổi theo bất kỳ sự thay đổi nào, với điều kiện nó tuân theo nhiệt độ của hệ hoặc nghịch với nhiệt độ của hệ.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn mọi thứ bạn cần biết về entropy và cung cấp một số ví dụ về cuộc sống hàng ngày.

Khái niệm entropy

Chúng ta đã biết rằng entropy là một đơn vị đo năng lượng không tồn tại trong một hệ thống nhiệt động lực học kín. Một cách khác để hiểu entropy là đo mức độ hỗn loạn của một hệ thống. Điều này có nghĩa là, hỗn loạn trong một hệ thống là do entropy gây ra. Thông thường, khi nhiệt độ tăng hoặc giảm, sẽ có những thay đổi lớn trong các phân tử và nguyên tử của hệ thống.

Nếu định nghĩa entropy theo cách đơn giản hơn, chúng ta có thể nói đó là sự giảm thiểu vật chất và năng lượng trong vũ trụ cho đến trạng thái đồng nhất trơ.

Các đặc điểm chính của entropy

Chúng ta sẽ xem xét những đặc điểm cơ bản của entropy. Entropy có ba đặc điểm chính. Đầu tiên là entropy của một hệ thống tăng lên khi nhiệt được cung cấp cho hệ thống, bất kể nhiệt độ tăng hay giảm. Nghĩa là, trong bất kỳ hệ thống nào mà chúng ta cấp nhiệt, entropy của hệ thống tăng lên.

Khi chúng ta cung cấp nhiệt cho một hệ sinh thái, dù nhiệt độ thay đổi hay không, entropy sẽ giảm khi nhiệt được loại bỏ. Trong quá trình nhiệt cân bằng, giá trị entropy không thay đổi theo thời gian. Đo lường entropy phải được thực hiện cẩn thận và có những quyết định độc lập cần được đưa ra, một số trong số đó có thể tránh được. Ví dụ, đơn vị đo entropy được gọi là tỷ lệ entropy, nhưng cũng có những hạn chế không thể vượt qua.

Hãy xem một ví dụ để làm rõ điều này. Nếu chúng ta phải chọn cách mô tả các sự kiện cụ thể xuất hiện vì entropy không phải là một điều không đổi, chúng ta có thể mô tả cùng một đối tượng theo nhiều cách khác nhau. Điều này là một hạn chế lớn hơn so với hạn chế chung và thường được công nhận rằng để đo entropy, miền của vấn đề phải được xử lý.

Tuy nhiên, chúng ta có thể định nghĩa entropy một cách đơn giản. Nó chỉ bao gồm một hàm logarit liên quan và số lượng những thứ có một số thuộc tính quan tâm.

Tính chất của entropy

Chúng ta sẽ bắt đầu mô tả những tính chất quan trọng nhất của entropy trong trải nghiệm hàng ngày của chúng ta. Entropy có thể được xem như một thứ không có trọng lượng và có thể chảy vào mọi vật trong thế giới của chúng ta. Nó là một thuộc tính liên quan đến lượng chất trong một cơ thể, chỉ một vùng không gian và có thể được coi như một chất. Bằng cách này, entropy có thể phân bố trên một vùng chất, tích lũy nghịch đảo hoặc trực tiếp. Nó cũng có thể được nén, giải nén hoặc chuyển đổi sang một đối tượng khác. Bằng cách này, chúng ta có thể liên kết nó với năng lượng của chính nó.

Chúng ta biết rằng entropy làm thay đổi trạng thái của một đối tượng một cách đáng kể. Khi một vật liệu có ít phân tử, nó được coi là lạnh. Nếu có nhiều entropy, nó có thể được coi là nóng. Vì vậy, chúng ta biết rằng entropy đóng vai trò quan trọng trong các hiện tượng nhiệt và có thể coi là nguyên nhân của các hiệu ứng này. Nếu không có entropy, thì không có nhiệt độ hoặc nhiệt. Thông thường, entropy có xu hướng lan rộng trong một không gian đồng nhất và dần bị phá hủy và đồng nhất trong toàn bộ không gian.

Trong quá trình này, chúng ta có thể thấy rằng entropy chảy từ vật nóng nhất đến vật lạnh nhất. Có những chất dẫn điện tốt như bạc, đồng, kim cương và nhôm cũng như những chất dẫn điện kém như gỗ, nhựa và không khí. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta sử dụng chất dẫn điện tốt để truyền nhiệt, trong khi sử dụng chất cách điện để chặn nhiệt.

Một lượng lớn entropy được tạo ra trong cuộn dây đốt nóng của nhà máy điện. Chúng cũng xuất hiện trong ngọn lửa của lò đốt dầu và trên bề mặt ma sát của hệ thống phanh đĩa. Một nơi khác mà có sự tạo ra lượng lớn entropy là trong cơ thể của một vận động viên liên tục vận động. Điều này cũng đúng với não. Khi chúng ta suy nghĩ, một lượng lớn entropy được tạo ra.

Entropy và nhiệt độ

Thực tế là sản xuất entropy xảy ra trong mọi tình huống tự nhiên. Trong mọi quá trình có sự thay đổi, entropy đều tham gia. Điều đáng ngạc nhiên nhất là nó xảy ra trong thực tế tất cả các quá trình diễn ra trong cuộc sống, dù lớn hay nhỏ. Hiện tại, không có cơ chế nào được biết đến để phá hủy lượng entropy đã tạo ra. Tổng số lượng entropy chỉ có thể tăng lên và không bao giờ giảm.

Bất kỳ quá trình nào tạo ra entropy đều không thể hoàn nguyên năng lượng này vì entropy là một hệ thống không thể đảo ngược. Điều này không có nghĩa là cơ thể có thể quay trở lại trạng thái ban đầu, mà chỉ có nghĩa là lượng nhiệt sẽ rời khỏi cơ thể của bạn. Tuyên bố rằng entropy tăng nhưng không giảm chính là định luật thứ hai của động lực học nhiệt. Nếu không có nơi để lưu trữ entropy, cơ thể không thể trở về trạng thái ban đầu.

Như bạn có thể thấy, entropy là một tính chất khó mô tả nhưng lại rất hữu ích trong cuộc sống hàng ngày. Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về chủ đề này.

• Edited by HEFC. Truy cập: hefc.edu.vn