L-Entropija u t-Tieni Liġi
It-Tieni Liġi tat-Termodinamika
L-entropija tkejjel kemm l-enerġija ta’ sistema hi mxerrda jew diżordinata. Kull meta sħana tgħaddi ġo oġġett, l-entropija tiegħu togħla — u t-tieni liġi tgħid li l-entropija totali ta’ sistema iżolata qatt ma tonqos, biss tibqa’ l-istess jew tikber. Għalhekk is-sħana dejjem tgħaddi mis-sħun għall-kiesaħ waħedha, u għalhekk il-magni qatt ma jistgħu jibdlu s-sħana kollha f’xogħol utli.
Il-formula
ΔS = Q / T
- ΔS — bidla fl-entropija (J/K): kemm tikber l-entropija tas-sistema
- Q — sħana (J): l-enerġija ta’ sħana li tgħaddi ġos-sistema
- T — temperatura (K): it-temperatura assoluta li fuqha tiżdied is-sħana
Eżempju maħdum
600 joule ta’ sħana jgħaddu ġo ġabra kbira ta’ ilma miżmuma fuq 300 kelvin stabbli. Kemm tiżdied l-entropija tal-ilma?
- Q = 600 J
- T = 300 K
- ΔS = Q / T
- ΔS = 600 J / 300 K
ΔS = 2 J/K
Itestja lilek innifsek
L-istess 600 joule ta’ sħana issa jgħaddu ġo tank kiesaħ fuq 200 kelvin minflok. X’hi l-bidla fl-entropija?
- 1200 J/K
- It-tweġiba t-tajba: 3 J/K
- 0.33 J/K
Tajjeb! ΔS = 600 J ÷ 200 K = 3 J/K. Oġġett aktar kiesaħ jikseb aktar entropija għall-istess sħana.
Għalfejn is-sħana tgħaddi minn kappa ta’ kafè sħuna għall-ajru l-aktar kiesaħ ta’ l-ispazju, u qatt bil-maqlub?
- It-tweġiba t-tajba: Għax dik id-direzzjoni tiżdied l-entropija totali
- Għax dik id-direzzjoni tnaqqas l-entropija totali
- Għax iż-żewġ direzzjonijiet iżommu l-entropija eżattament ugwali
Eżatt — l-istess sħana tipproduċi żieda akbar fl-entropija fl-ajru l-aktar kiesaħ mill-entropija li neħħiet mill-kafè sħun, għalhekk l-entropija totali togħla.
Fejn tara dan
Kafè sħun tkiesaħ għat-temperatura ta’ l-ispazju u qatt ma jerġa’ jissaħħan waħdu; tazza mwaqgħa titfarfak u qatt ma terġa’ tinġema’; is-silġ jiddebba fix-xorb tiegħek u qatt ma jerġa’ jiffriża hemm. Kull waħda minn dawn l-avvenimenti ta’ kuljum f’direzzjoni waħda hi t-tieni liġi turi wiċċha — kull waħda tiġri kif tiġri għax dik id-direzzjoni togħla l-entropija totali.
Żbalji komuni
Li tqis l-entropija bħala sinonimu vagu għat-tiħlix taħbi l-aritmetika veri: il-bidla hi s-sħana maqsuma għat-temperatura, ΔS = Q / T, allura 600 J li jgħaddu ġo tank fuq 300 K jogħlew l-entropija b’2 J/K. Imbagħad in-naħa kontra-intwittiva: l-istess 600 J ġo tank aktar kiesaħ fuq 200 K jagħti 3 J/K — oġġett aktar kiesaħ jikseb AKTAR entropija mill-istess sħana, u hu eżattament għalhekk is-sħana tgħaddi mis-sħun għall-kiesaħ u qatt lura. Il-liġi tiggwidja l-entropija totali ta’ sistemi iżolati; friġifier jikseħ l-intern tiegħu biss billi jogħlew l-entropija ’l ieħor.
Kif jinqabad
It-tieni liġi hi l-qatt wara ż-żewġ qatt preċedenti tal-modulu: sħana li tgħaddi biss mis-sħun għall-kiesaħ (il-fatt li fetaħ il-kalorimetrija) u l-ebda magna li tilħaq konverżjoni sħiħa (il-limitu ta’ Carnot) huma t-tnejn kontabilità ta’ l-entropija. Din tagħlaq l-unità tat-termodinamika bħala l-unika liġi fundamentali ta’ l-fiżika b’direzzjoni mibnija ta’ ħin — l-entropija totali ta’ l-univers togħla, bla triq lura.