בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     אסטרופיזיקה
     אפיגנטיקה
     אקלים
     ארכיאולוגיה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     השכלה גבוהה
     וטרינרי
     חינוך
     כימיה
     מדעי המוח
     מדעי כדור הארץ
     מנהל עסקים
     פסיכולוגיה
     פרקינסון
     קרימינולוגיה
     קרקע ומים
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
שאלה מספר 10559 - אנטרופיה-הסבר תאריך: 27/1/2021
תחומי דעת:  ביולוגיה  
מצאתי ברשת את ההסבר הבא לאנטרופיה. האם זה נכון? ואם כן מה זה אומר? the degradation of the matter and energy in the universe to an ultimate state of inert uniformity
תשובה מאת: פרופ' חיים דימנט
   

שלום רב,

לא, התיאור הזה איננו מדויק (וגם לא מובן כל-כך...). הוא מנסה לתאר חוק חשוב הקשור לאנטרופיה (שיוסבר מייד) ולא מהי אנטרופיה.

 

אנטרופיה נחשבת למושג קצת מופשט, אז נתחיל מדוגמא לא מופשטת בכלל. החדר שלנו מתבלגן בלי שנעשה שום דבר מכוון, אבל למרבה הצער אף פעם לא מסתדר מעצמו. למה בעצם? כי המצב "חדר מבולגן" מתייחס למעשה להמון תצורות של החפצים בחדר - הגרביים על הרצפה או על המיטה או על הכסא והספר פתוח על הרצפה או סגור על הכרית וכולי וכולי. לעומת זאת, המצב "חדר מסודר" מתייחס להרבה פחות תצורות - לכל חפץ יש מקום אחד או שניים ראויים. לכן, אם החדר דוגם כל מיני תצורות באופן די אקראי (אנחנו מזיזים חפצים לפי צרכים משתנים, הרוח מעיפה ניירות וכולי וכולי), הרי שרוב הסיכויים שיגיע למצב מבולגן. פשוט יש למצב הזה הרבה יותר אפשרויות. הסיכוי שעל-ידי פעולות ואירועים אקראיים כאלה החדר ימצא את עצמו במקרה במצב מסודר הוא קלוש ביותר. במלים אחרות, ללא התערבות מכוונת, מערכת מגיעה למצב כולל שיש מאחוריו הכי הרבה אפשרויות.

 

אנטרופיה קשורה למספר האפשרויות, התצורות הפרטניות, שיש למערכת בהינתן מצב כולל שלה. ככל שיש יותר תצורות, האנטרופיה גדולה יותר. האנטרופיה של חדר מבולגן גדולה מהאנטרופיה של חדר מסודר. וכמו בדוגמא של החדר, במערכת סגורה האנטרופיה יכולה רק לעלות. זה נקרא החוק השני של התרמודינמיקה.

מהדוגמא של החדר ברור למה אנשים קושרים הרבה פעמים אנטרופיה לאי-סדר, כי לרוב, מצב כולל המוגדר כבלתי-מסודר מכיל כמות רבה יותר של תצורות פרטניות מאשר מצב כולל המוגדר כמסודר. אבל הקשר הזה לא מחויב המציאות. לפעמים למצב כולל מסודר יש יותר אנטרופיה מאשר למצב מסודר. הנה דוגמא מהחיים. אם לוקחים הרבה קיסמים בקופסא, מתחילים ממצב שבו הם מוערמים אחד על השני בכל מיני זוויות, סוגרים את הקופסא ומנערים אותה, הקיסמים יסתדרו פחות או יותר באותו כיוון. המצב הכולל שאליו המערכת הגיעה תחת אירועים די אקראיים (הניעור) מסודר יותר מהמצב המבולגן בהתחלה. זאת משום שכשהקיסמים הצפופים נמצאים באותו כיוון יש להם יותר חופש תנועה מאשר כאשר הם מסובכים זה בזה.

 

אז אנטרופיה לא קשורה בהכרח לאי-סדר, degradation או uniformity, אלא למספר התצורות הפרטניות הזמינות בהינתן מצב כולל מסוים.

 

בהצלחה,

פרופ' חיים דימנט
בית הספר לכימיה
אוניברסיטת תל אביב

הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות