¿Qué es la "entropía"?

Entropía

Entropía

shāng

entropía

Significado físico: el grado de caos durante la temperatura microscópica signo de movimiento de materia.

Uno de los parámetros que caracterizan el estado de la materia en termodinámica, habitualmente representado por el símbolo S. En termodinámica clásica, el incremento disponible se define como dS = (dQ/T), donde T es la temperatura termodinámica de la sustancia; dQ es el calor agregado a la sustancia durante el proceso de aumento de entropía; el subíndice "reversible" indica el cambio; causado por el proceso de calentamiento El proceso es reversible. Si el proceso es irreversible, entonces dS>(dQ/T) es irreversible. La entropía por unidad de masa de materia se llama entropía específica y se registra como s. La entropía fue originalmente un parámetro del estado material que reflejaba la irreversibilidad de los procesos espontáneos derivados de la segunda ley de la termodinámica. La segunda ley de la termodinámica es una regla resumida basada en una gran cantidad de observaciones. Tiene la siguiente expresión: ① El calor siempre se transfiere de objetos de alta temperatura a objetos de baja temperatura y es imposible transferirlo en la dirección opuesta. sin causar otros cambios; ② El trabajo se puede convertir completamente en calor, pero cualquier máquina térmica no puede convertir completa y continuamente el calor que recibe en trabajo (es decir, no puede crear un segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo ③ en un sistema aislado); , el proceso real que ocurre siempre hace que el valor de entropía de todo el sistema aumente, este es el principio del aumento de entropía. La fricción hace que parte de la energía mecánica se convierta irreversiblemente en calor, aumentando la entropía. El calor dQ se transfiere de un objeto de alta temperatura (T1) a un objeto de baja temperatura (T2). La entropía del objeto de alta temperatura disminuye en dS1=dQ/T1, y la entropía del objeto de baja temperatura aumenta en. dS2=dQ/T2. Tome los dos objetos juntos como un sistema. El cambio de entropía es dS=dS2-dS1>0, es decir, la entropía aumenta.

◎ En física, se refiere al cociente de la energía térmica dividido por la temperatura, que indica el grado de conversión del calor en trabajo.

◎ En ciencia y tecnología, generalmente se refiere a un grado cuantitativo del estado de ciertos sistemas materiales y al grado en que ciertos estados de los sistemas materiales pueden ocurrir. También es utilizado por las ciencias sociales como metáfora del grado de ciertos estados de la sociedad humana.

◎ En teoría de la información, la entropía representa una medida de incertidumbre.

1. La energía solo se puede convertir en trabajo cuando la densidad de energía en el sistema específico que estás utilizando es desigual. En este momento, la energía tiende a fluir de lugares con mayor densidad a lugares con menor densidad. bajo hasta que todo esté parejo. Es a través de este flujo de energía que puedes obtener trabajo de la energía.

El nivel del agua en el nacimiento del río es relativamente alto y la energía potencial del agua allí es mayor que la del agua en la desembocadura del río. Por esta razón, el agua fluye por los ríos hacia el océano. Si no hubiera llovido, toda el agua del continente habría desembocado en el océano y el nivel del mar habría aumentado ligeramente. La energía potencial total permanece sin cambios en este momento. Pero la distribución es relativamente pareja.

Es cuando el agua fluye hacia abajo cuando se puede girar la rueda hidráulica, para que el agua pueda trabajar. El agua en el mismo nivel no puede realizar trabajo Incluso si el agua está en una meseta muy alta y, por lo tanto, tiene una energía potencial anormalmente alta, no puede realizar trabajo. Lo que juega un papel decisivo aquí es la diferencia en la densidad de energía y el flujo en la dirección de la homogeneización.

La entropía es una medida del caos y el desorden. Cuanto mayor es el valor de la entropía, mayor es el grado de caos y desorden. Nuestro universo es un universo de entropía creciente. Es un alto grado de orden, y la sabiduría es un alto grado de orden. ¿Por qué aparece la vida en un universo con entropía creciente? ¿Evolucionará la inteligencia (Negentropía)? La segunda ley de la termodinámica también revela que el orden local es posible, pero es posible. debe ser a expensas de un mayor desorden en otros lugares. La supervivencia humana requiere energía, alimentos y la muerte de animales y plantas (el crecimiento de todas las cosas depende del sol). reacciones nucleares. A expensas del agotamiento (aumento de entropía) u otras situaciones de aumento de entropía. Las personas están encerradas en una caja de plomo completamente cerrada y no pueden mantener su propia entropía negativa con el aumento de entropía en otros lugares. La ley destruye el orden de la vida. La entropía es la flecha del tiempo y es irreversible en este universo. La entropía está estrechamente relacionada con el tiempo. Si el tiempo deja de "fluir", no habrá aumento en la entropía "cualquier cosa que sepamos". que la materia puede apagarse no es otra cosa que "tiempo". Lo que la baja temperatura apaga también es "tiempo". La vida es la "estructura" ordenada de la materia. "Estructura" no es un concepto al mismo nivel que la materia específica. como si los materiales de construcción de un edificio no estuvieran al mismo nivel que el estilo del edificio. La biología ha demostrado que, para las personas que tienen la edad suficiente para acceder a Internet, ninguno de los átomos de sus cuerpos es el mismo que cuando nacieron. Pero tú sigues siendo tú, yo sigo siendo yo, la vida continúa. Por otro lado, las personas muertas no tienen metabolismo y las moléculas en sus cuerpos pueden retenerse durante mucho tiempo. La conciencia es un nivel de orden superior. vida y se puede pasar entre vidas. Dicho esto, creo que la relación jerárquica entre la materia y la conciencia debería ser relativamente clara. La razón por la que la palabra "material" se pone entre comillas es porque no es exhaustiva. ¿Cuál es la esencia del universo? No se puede responder todavía (Extraído del foro BBS en línea del People's Daily)

Este es el caso sin importar qué tipo de energía sea. En una máquina de vapor, hay un depósito caliente que convierte el agua en vapor y un depósito frío que condensa el vapor en agua. Es esta diferencia de temperatura la que juega un papel decisivo. A cualquier temperatura única e indiferenciada, por alta que sea, es imposible obtener trabajo.

“Entropía” es un término acuñado por el físico alemán Rudolf Clausius (1822 – 1888) en 1850. Lo utilizó para describir cualquier tipo de energía en el espacio. Cuanto más uniformemente se distribuya la energía, mayor será la entropía. Si la energía del sistema que estamos considerando se distribuye de manera completamente uniforme, entonces la entropía del sistema alcanza su valor máximo.

En opinión de Clausius, en un sistema, si se le permite desarrollarse naturalmente, la diferencia de energía siempre tenderá a eliminarse. Ponga en contacto un objeto caliente con un objeto frío, y el calor fluirá de la siguiente manera: el objeto caliente se enfriará y el objeto frío se calentará, hasta que ambos objetos alcancen la misma temperatura. Si dos embalses están conectados y el nivel del agua de un embalse es más alto que el del otro, entonces la fuerza gravitacional bajará el nivel del agua de un embalse y elevará el nivel del agua del otro hasta que los niveles de agua de los dos embalses sean iguales, y la energía potencial también hasta que sea par.

Por eso, Clausius decía que una ley universal en la naturaleza es que las diferencias en densidad de energía tienden a igualarse. En otras palabras, "la entropía aumentará con el tiempo".

En el pasado, la investigación sobre el flujo de energía desde lugares con mayor densidad hacia lugares con menor densidad se ha centrado principalmente en la forma de energía del calor. Por lo tanto, la ciencia del flujo de energía y la conversión de trabajo en energía se llama "termodinámica", que proviene de la palabra griega "movimiento térmico".

La gente ha llegado a la conclusión de que la energía no se puede crear ni destruir. Esta es la ley más básica; por eso la gente la llama la "primera ley de la termodinámica".

La afirmación de Clausius de que la entropía aumenta con el tiempo parece ser casi una ley universal muy básica, por eso se la llama "Segunda Ley de la Termodinámica".

2. La entropía en la teoría de la información: la unidad de medida de la información: una medida de la información basada en el modelo estadístico y de probabilidad propuesto por Shannon, el fundador de la teoría de la información, en su libro "La teoría matemática de la comunicación". . Definió la información como “algo que se utiliza para eliminar la incertidumbre”.

Fórmula de Shannon: I(A)=-logP(A)

I(A) mide la cantidad de información proporcionada por la ocurrencia del evento A, que se denomina auto- información del evento A. P(A) es la probabilidad de que ocurra el evento A. Si un experimento aleatorio tiene N resultados posibles o un mensaje aleatorio tiene N valores posibles, y las probabilidades de que ocurran son p1, p2,..., pN respectivamente, entonces el promedio de la autoinformación de estos eventos:

H=-SUM(pi*log(pi)), i=1, 2…N. H se llama entropía.