Entropy क्या है?

एन्ट्रापी भौतिकी में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है और रसायन विज्ञान, प्लस यह अन्य विषयों के लिए लागू किया जा सकता है, सहित ब्रह्माण्ड विज्ञान और अर्थशास्त्र। भौतिकी में, यह ऊष्मप्रवैगिकी का हिस्सा है। रसायन विज्ञान में, यह एक मुख्य अवधारणा है भौतिक रसायन.

मुख्य Takeaways: Entropy

एन्ट्रॉपी एक प्रणाली के विकार का माप है। यह एक व्यापक संपत्ति एक थर्मोडायनामिक प्रणाली, जिसका अर्थ है की राशि के आधार पर इसका मूल्य बदल जाता है मामला वह मौजूद है। समीकरणों में, एन्ट्रापी को आमतौर पर S और अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है इकाइयों है जूल की प्रति केल्विन (J⋅K)⁻¹) या किग्रा²⋅s⁻²⋅K⁻¹. एक उच्च क्रम वाली प्रणाली में कम एन्ट्रॉपी होती है।

एन्ट्रापी की गणना करने के कई तरीके हैं, लेकिन दो सबसे आम समीकरण प्रतिवर्ती थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं और हैं आइसोथर्मल (निरंतर तापमान) प्रक्रियाएं.

प्रतिवर्ती प्रक्रिया की एन्ट्रापी

प्रतिवर्ती प्रक्रिया की एन्ट्रापी की गणना करते समय कुछ धारणाएँ बनाई जाती हैं। संभवतः सबसे महत्वपूर्ण धारणा यह है कि प्रक्रिया के भीतर प्रत्येक कॉन्फ़िगरेशन समान रूप से संभावित है (जो वास्तव में यह नहीं हो सकता है)। परिणामों की समान संभावना को देखते हुए, एंट्रॉपी बोल्ट्जमैन के स्थिर (के) के बराबर है_बी) संभव राज्यों की संख्या के प्राकृतिक लघुगणक से गुणा (डब्ल्यू):

स = के_बी ln W

बोल्ट्जमन का स्थिरांक 1.38065 × 10 J23 J / K है।

एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया की एन्ट्रॉपी

अभिन्न की खोज के लिए पथरी का उपयोग किया जा सकता है dQ/टी प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था तक, जहाँ क्यू गर्मी है और टी है निरपेक्ष (केल्विन) तापमान एक प्रणाली की।

यह बताने का एक और तरीका है कि एन्ट्रापी में परिवर्तन (ΔS) गर्मी में परिवर्तन के बराबर है (ΔQ) पूर्ण तापमान से विभाजित (टी):

ΔS = ΔQ / टी

एन्ट्रापी और आंतरिक ऊर्जा

भौतिक रसायन विज्ञान और ऊष्मप्रवैगिकी में, सबसे उपयोगी समीकरणों में से एक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा (यू) में प्रवेश से संबंधित है:

du = टी। डी। एस - p dV

यहां, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन du पूर्ण तापमान के बराबर है टी एन्ट्रापी माइनस बाहरी दबाव में परिवर्तन से गुणा पी और मात्रा में परिवर्तन वी.

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम एक की कुल एन्ट्रापी बताता है बंद प्रणाली घट नहीं सकता। हालांकि, एक प्रणाली के भीतर, एक प्रणाली का एन्ट्रापी कर सकते हैं किसी अन्य प्रणाली के एन्ट्रापी को बढ़ाकर।

कुछ वैज्ञानिक भविष्यवाणी करते हैं कि ब्रह्मांड की एन्ट्रापी उस बिंदु तक बढ़ जाएगी जहां यादृच्छिकता उपयोगी कार्य के लिए एक प्रणाली बनाने में असमर्थ है। जब केवल ऊष्मीय ऊर्जा बची रहती है, तो ब्रह्माण्ड को ऊष्मा मृत्यु कहा जाता है।

हालांकि, अन्य वैज्ञानिक गर्मी की मृत्यु के सिद्धांत पर विवाद करते हैं। कुछ लोग कहते हैं कि ब्रह्मांड एक प्रणाली के रूप में एंट्रॉपी से भी दूर चला जाता है, क्योंकि इसके भीतर के क्षेत्र एंट्रोपी में बढ़ जाते हैं। अन्य लोग ब्रह्मांड को एक बड़ी प्रणाली का हिस्सा मानते हैं। फिर भी दूसरों का कहना है कि संभावित राज्यों में समान समानता नहीं है, इसलिए एन्ट्रापी की गणना करने के लिए सामान्य समीकरण वैध नहीं हैं।

बर्फ का एक ब्लॉक में वृद्धि होगी एन्ट्रापी के रूप में यह पिघला देता है। सिस्टम के विकार में वृद्धि की कल्पना करना आसान है। बर्फ में पानी के अणु होते हैं जो एक क्रिस्टल जाली में एक दूसरे से बंधे होते हैं। जैसे ही बर्फ पिघलती है, अणु अधिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं, आगे फैलते हैं और तरल बनाने के लिए संरचना खो देते हैं। इसी तरह, एक तरल से गैस में चरण बदल जाता है, जैसे कि पानी से भाप तक, सिस्टम की ऊर्जा को बढ़ाता है।

दूसरी तरफ, ऊर्जा कम हो सकती है। यह तब होता है जब भाप पानी में चरण बदल जाती है या जब पानी बर्फ में बदल जाता है। थर्मोडायनामिक्स के दूसरे कानून का उल्लंघन नहीं किया जाता है क्योंकि मामला एक बंद प्रणाली में नहीं है। जबकि अध्ययन की जा रही प्रणाली की एन्ट्रापी घट सकती है, पर्यावरण की वृद्धि होती है।

एन्ट्रॉपी को अक्सर कहा जाता है समय का तीर क्योंकि पृथक प्रणालियों में पदार्थ क्रम से अव्यवस्था की ओर बढ़ते हैं।

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