שינויים

===סדר ואי סדר===

===סדר ואי סדר===

נהוג לבצע אסוציאציה בין אנטרופיה לבין סדר ואי-סדר (או רנדומליות, כאוס) ב[[מערכת תרמודינמית]]. התיאור האיכותי המסורתי של אנטרופיה היא שהיא מתייחסת לשינויים במצב של מערכת והיא מודדת את "אי-הסדר המולקולרי" ואת כמות האנרגיה שבוזבזה בהמרה דינמית של אנרגיה ממצב אחד לאחר.<ref name="Haddad" >Haddad, Wassim M. , Chellaboina, VijaySekhar; Nersesov, Sergey G. '''Thermodynamics - A Dynamical Systems Approach''' Princeton University Press, 2005,</ref>

נהוג לבצע אסוציאציה בין אנטרופיה לבין סדר ואי-סדר (או רנדומליות, כאוס) ב[[מערכת תרמודינמית]]. התיאור האיכותי המסורתי של אנטרופיה היא שהיא מתייחסת לשינויים במצב של מערכת והיא מודדת את "אי-הסדר המולקולרי" ואת כמות האנרגיה שבוזבזה בהמרה דינמית של אנרגיה ממצב אחד לאחר.<ref name="Haddad" >Haddad, Wassim M. , Chellaboina, VijaySekhar; Nersesov, Sergey G. '''Thermodynamics - A Dynamical Systems Approach''' Princeton University Press, 2005,</ref>  

בכיוון זה, מספר כותבים בשנים האחרונות חישבו את הנוסחאות המדוייקות לאנטרופיה שמבטאת מדידת אי-הסדר והסדר במערכים אטומיים ומולקולריים. <ref> Callen, Herbert, B '''Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, 2nd Ed.''',John Wiley and Sons, 2001</ref><ref name="Landsberg-A" >Landsberg, P.T. (1984). “Is Equilibrium always an Entropy Maximum?” J. Stat. Physics 35: 159-69.</ref><ref name="Landsberg-B" >Landsberg, P.T. (1984). “Can Entropy and “Order” Increase Together?” Physics Letters 102A:171-173</ref>  

בכיוון זה, מספר כותבים בשנים האחרונות חישבו את הנוסחאות המדוייקות לאנטרופיה שמבטאת מדידת אי-הסדר והסדר במערכים אטומיים ומולקולריים. <ref> Callen, Herbert, B '''Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, 2nd Ed.''',John Wiley and Sons, 2001</ref><ref name="Landsberg-A" >Landsberg, P.T. (1984). “Is Equilibrium always an Entropy Maximum?” J. Stat. Physics 35: 159-69.</ref><ref name="Landsberg-B" >Landsberg, P.T. (1984). “Can Entropy and “Order” Increase Together?” Physics Letters 102A:171-173</ref>  

:<math>\mbox{Order}=1-{C_O\over C_I}.\,</math>

:<math>\mbox{Order}=1-{C_O\over C_I}.\,</math>

כאשר, ''C_D'' היא קיבולת ה"אי-סדר" של המערכת, שהיא האנטרופיה של שנמצאת במצבים המותרים, ו- ''C_I'' היא קיבולת ה"מידע" של המערכת, ביטוי דומה לקיבולת שאנון וchannel, ואילו ''C_O'' הוא קיבולת ה"סדר" במערכת.

כאשר, ''C_D'' היא קיבולת ה"אי-סדר" של המערכת, שהיא האנטרופיה של שנמצאת במצבים המותרים, ו- ''C_I'' היא קיבולת ה"מידע" של המערכת, ביטוי דומה לקיבולת שאנון וchannel, ואילו ''C_O'' הוא קיבולת ה"סדר" במערכת.

===פיזור אנרגיה===

===פיזור אנרגיה===

===הדגמה על ידי קרח נמס===

===הדגמה על ידי קרח נמס===

הדגמה זו היא דוגמה קלאסית שבה האנטרופיה גדולה ב"יקום" קטן, מערכת תרמודינמית שמורכבת מ"סביבה" (חדר חם) ומערכת (כוס שבתוכה מים קרים וקרח). ביקום זה, כמות מסויימת של אנרגיה δQ תעבור ותתפזר מהסביבה של החדר החם יותר (ב-298 K או 25 °C) אל המערכת הקרה יותר של קרח ומים שנמצאת בטמפרטורה קבועה T ובדוגמה זו- 273 K או 0 °C (טמפרטורת ההפשרה של קרח). האנטרופיה של המערכת תשתנה בכמות dS = δQ/T או δQ/273 K. (כמות החום δQ בתהליך זה היא כמות החום הדרושה למים לעבור ממצב מוצק לנוזל, והיא נקראת אנטלפיית ההתכה, כלומר ΔH להתכת קרח). האנטרופיה של הסביבה תשתנה בכמות dS = −δQ/298 K. כך שבדוגמה זו, האנטרופיה של המערכת עולה, בעוד שהאנטרופיה של הסביבה יורדת.  

הדגמה זו היא דוגמה קלאסית שבה האנטרופיה גדולה ב"יקום" קטן, מערכת תרמודינמית שמורכבת מ"סביבה" (חדר חם) ומערכת (כוס שבתוכה מים קרים וקרח). ביקום זה, כמות מסויימת של אנרגיה δQ תעבור ותתפזר מהסביבה של החדר החם יותר (ב-298 K או 25 °C) אל המערכת הקרה יותר של קרח ומים שנמצאת בטמפרטורה קבועה T ובדוגמה זו- 273 K או 0 °C (טמפרטורת ההפשרה של קרח). האנטרופיה של המערכת תשתנה בכמות dS = δQ/T או δQ/273 K. (כמות החום δQ בתהליך זה היא כמות החום הדרושה למים לעבור ממצב מוצק לנוזל, והיא נקראת אנטלפיית ההתכה, כלומר ΔH להתכת קרח). האנטרופיה של הסביבה תשתנה בכמות dS = −δQ/298 K. כך שבדוגמה זו, האנטרופיה של המערכת עולה, בעוד שהאנטרופיה של הסביבה יורדת.  

חשוב להבחין כי הירידה באנטרופיה של הסביבה (החדר), קטנה יותר מאשר העליה באנטרופיה של המערכת (הכוס והמים) - 298> 273 ולכן כאשר מחלקים בהם הגודל המוחלט של הירידה באנטרופיה קטן מהגודל המוחלט של העליה באנטרופיה - כדי לדעת בכמה השתנתה האנטרופיה הכוללת ב"יקום" הזה נחבר את שני שינויי האנטרופיה (של המערכת ושל הסביבה) - נקבל שסך השינוי האנטרופי הוא חיובי - דבר שתמיד מתקיים עקב אירועים ספונטניים במערכת תרמודינמית מבודדת (בהתאם לחוק השני של התרמודינמיקה).  

חשוב להבחין כי הירידה באנטרופיה של הסביבה (החדר), קטנה יותר מאשר העליה באנטרופיה של המערכת (הכוס והמים) - 298> 273 ולכן כאשר מחלקים בהם הגודל המוחלט של הירידה באנטרופיה קטן מהגודל המוחלט של העליה באנטרופיה - כדי לדעת בכמה השתנתה האנטרופיה הכוללת ב"יקום" הזה נחבר את שני שינויי האנטרופיה (של המערכת ושל הסביבה) - נקבל שסך השינוי האנטרופי הוא חיובי - דבר שתמיד מתקיים עקב אירועים ספונטניים במערכת תרמודינמית מבודדת (בהתאם לחוק השני של התרמודינמיקה).  

הטמפרטורה של המים והקרח עולה ומתקרבת לטמפרטורה של החדר, והחדר מתקרר במעט, ניתן לחשב את הסכום של δQ/T על פני פני טווח מתמשך. ה"יקום" הזה - שהוא כביכול מערכת תרמודינמית מבודדת חווה עליה באנטרופיה. באופן ספונטני האנרגיה הפכה להיות מפוזרת יותר ב"יקום" זה - ובסופו של דבר אין הפרשי טמפרטורה בין תת-המערכת של הכוס, תוכן הכוס ושאר החדר. במצב זה שום דבר לא יכול להתרחש: למרות שיש אנרגיה וחום בתוך החדר, אין אפשרות לבצע בו "עבודה" "מועילה" היות ואין יותר מעברי חום בתוכו. אם לא תהיה התערבות חיצונית (שתגרום לכך שהמערכת כבר לא תהיה מערכת מבודדת), החדר ישאר באותו מצב לנצח. אם מיישמים את אותה חשיבה לגבי הייקום כולו, מגיעים למסקנה דומה: בנקודה כלשהי בעתיד הרחוק, היקום כולו יהיה אחיד, איסומטי, שבו לא תהיה אנרגיה זמינה לעבודה. מצב זה ידוע בשם "[[מות החום של הייקום]]"

הטמפרטורה של המים והקרח עולה ומתקרבת לטמפרטורה של החדר, והחדר מתקרר במעט, ניתן לחשב את הסכום של δQ/T על פני פני טווח מתמשך. ה"יקום" הזה - שהוא כביכול מערכת תרמודינמית מבודדת חווה עליה באנטרופיה. באופן ספונטני האנרגיה הפכה להיות מפוזרת יותר ב"יקום" זה - ובסופו של דבר אין הפרשי טמפרטורה בין תת-המערכת של הכוס, תוכן הכוס ושאר החדר. במצב זה שום דבר לא יכול להתרחש: למרות שיש אנרגיה וחום בתוך החדר, אין אפשרות לבצע בו "עבודה" "מועילה" היות ואין יותר מעברי חום בתוכו. אם לא תהיה התערבות חיצונית (שתגרום לכך שהמערכת כבר לא תהיה מערכת מבודדת), החדר ישאר באותו מצב לנצח. אם מיישמים את אותה חשיבה לגבי הייקום כולו, מגיעים למסקנה דומה: בנקודה כלשהי בעתיד הרחוק, היקום כולו יהיה אחיד, איסומטי, שבו לא תהיה אנרגיה זמינה לעבודה. מצב זה ידוע בשם "[[מות החום של הייקום]]"

===דוגמאות לא טובות לאנטרופיה===

===דוגמאות לא טובות לאנטרופיה===