0:00:06.645,0:00:10.413
Υπάρχει μια έννοια κρίσιμης σημασίας[br]για τη χημεία και τη φυσική.

0:00:10.413,0:00:12.963
Μας βοηθάει να εξηγήσουμε[br]γιατί οι φυσικές διαδικασίες

0:00:12.963,0:00:15.293
ακολουθούν μία κατεύθυνση,[br]κι όχι την αντίθετη:

0:00:15.293,0:00:16.849
γιατί λιώνει ο πάγος,

0:00:16.849,0:00:19.279
γιατί η κρέμα απλώνεται στον καφέ,

0:00:19.279,0:00:22.119
γιατί ο αέρας διαφεύγει[br]από ένα σκασμένο λάστιχο.

0:00:22.529,0:00:24.039
Αυτή η έννοια είναι η εντροπία,

0:00:24.039,0:00:27.159
και είναι εξαιρετικά δύσκολο[br]να την καταλάβουμε.

0:00:28.079,0:00:31.589
Η εντροπία συχνά περιγράφεται[br]ως ένα μέτρο της αταξίας.

0:00:31.879,0:00:35.539
Αυτή είναι μια βολική περιγραφή,[br]αλλά δυστυχώς μας παραπλανεί.

0:00:35.739,0:00:38.511
Για παράδειγμα, τι είναι πιο ακατάστατο -

0:00:38.511,0:00:43.019
μια κούπα σπασμένου πάγου, ή ένα ποτήρι[br]με νερό σε θερμοκρασία δωματίου;

0:00:43.469,0:00:45.373
Οι περισσότεροι θα έλεγαν ο πάγος,

0:00:45.373,0:00:48.339
αλλά αυτό στην πραγματικότητα[br]έχει χαμηλότερη εντροπία.

0:00:49.069,0:00:52.678
Ορίστε, λοιπόν, ένας άλλος τρόπος[br]να το καταλάβουμε με τη χρήση πιθανοτήτων.

0:00:52.898,0:00:55.140
Αυτό ίσως να είναι πιο δύσκολο[br]στην κατανόηση,

0:00:55.140,0:00:57.290
αλλά πάρτε λίγο χρόνο[br]για να το επεξεργαστείτε

0:00:57.290,0:01:00.810
και θα καταλάβετε[br]πολύ καλύτερα την εντροπία.

0:01:01.260,0:01:03.661
Φανταστείτε δύο μικρά στερεά αντικείμενα

0:01:03.661,0:01:07.151
τα οποία αποτελούνται[br]από έξι ατομικούς δεσμούς το καθένα.

0:01:07.561,0:01:12.171
Σε αυτό το μοντέλο η ενέργεια κάθε στερεού[br]είναι αποθηκευμένη στους δεσμούς.

0:01:12.781,0:01:15.292
Μπορούμε να τα φανταστούμε ως απλά δοχεία,

0:01:15.292,0:01:19.740
που μπορούν να περιέχουν άτμητες[br]ποσότητες ενέργειας, γνωστές ως κβάντα.

0:01:20.070,0:01:24.071
Όσο περισσότερη ενέργεια[br]έχει ένα στερεό, τόσο πιο ζεστό είναι.

0:01:24.601,0:01:30.252
Και η ενέργεια μπορεί να κατανεμηθεί[br]στα δύο στερεά με πολλούς τρόπους,

0:01:30.252,0:01:34.082
αλλά πάντα με την ίδια συνολική[br]ενέργεια στο καθένα.

0:01:34.592,0:01:38.122
Κάθε μία από αυτές τις καταστάσεις[br]ονομάζεται μικροκατάσταση.

0:01:38.502,0:01:43.341
Για 6 κβάντα ενέργειας στο Στερεό Α[br]και 2 στο Στερεό Β,

0:01:43.341,0:01:47.182
υπάρχουν 9.702 μικροκαταστάσεις.

0:01:47.832,0:01:52.771
Βέβαια, υπάρχουν κι άλλοι πιθανοί τρόποι[br]να διανεμηθούν τα 8 κβάντα μας.

0:01:52.861,0:01:56.243
Για παράδειγμα, όλη η ενέργεια[br]θα μπορούσε να είναι στο Στερεό Α

0:01:56.243,0:02:00.422
και καθόλου στο Στερεό Β,[br]ή μισή στο Α και μισή στο Β.

0:02:00.872,0:02:04.154
Αν υποθέσουμε πως κάθε μικροκατάσταση[br]είναι εξίσου πιθανή,

0:02:04.154,0:02:06.794
βλέπουμε πως μερικές[br]από τις ενεργειακές καταστάσεις

0:02:06.794,0:02:10.143
έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα[br]να προκύψουν απ' ό,τι άλλες.

0:02:10.543,0:02:13.804
Αυτό ισχύει λόγω του μεγαλύτερου[br]αριθμού μικροκαταστάσεων.

0:02:14.184,0:02:16.233
Η εντροπία είναι[br]ένας άμεσος τρόπος μέτρησης

0:02:16.233,0:02:19.913
της πιθανότητας εμφάνισης[br]κάθε ενεργειακής κατάστασης.

0:02:20.143,0:02:23.193
Αυτό που βλέπουμε[br]είναι ότι η ενεργειακή κατάσταση

0:02:23.193,0:02:26.843
στην οποία η ενέργεια είναι κατανεμημένη[br]κατά το μέγιστο στο στερεό

0:02:26.843,0:02:28.664
έχει τη μεγαλύτερη εντροπία.

0:02:28.924,0:02:31.754
Γενικά, λοιπόν, μπορούμε[br]να φανταστούμε την εντροπία

0:02:31.754,0:02:34.713
ως μέτρηση αυτής της ενεργειακής[br]χωρικής κατανομής.

0:02:34.853,0:02:37.803
Χαμηλή εντροπία σημαίνει[br]ότι η ενέργεια είναι συγκεντρωμένη.

0:02:37.893,0:02:40.903
Υψηλή εντροπία σημαίνει[br]ότι είναι απλωμένη.

0:02:41.513,0:02:45.685
Για να δούμε γιατί η εντροπία χρησιμεύει[br]στην επεξήγηση αυθόρμητων διαδικασιών,

0:02:45.685,0:02:47.995
όπως η ψύξη ζεστών αντικειμένων,

0:02:47.995,0:02:51.974
πρέπει να κοιτάξουμε ένα δυναμικό[br]σύστημα όπου η ενέργεια κινείται.

0:02:52.434,0:02:55.005
Στην πραγματικότητα,[br]η ενέργεια δεν παραμένει σταθερή·

0:02:55.005,0:02:58.235
συνεχώς μετακινείται[br]ανάμεσα σε γειτονικούς δεσμούς.

0:02:58.955,0:03:02.526
Καθώς η ενέργεια κινείται,[br]η ενεργειακή κατάσταση μπορεί να αλλάξει.

0:03:02.765,0:03:05.085
Εξαιτίας της κατανομής[br]των μικροκαταστάσεων,

0:03:05.085,0:03:09.836
υπάρχει 21% πιθανότητα το σύστημα[br]να βρεθεί αργότερα στην κατάσταση

0:03:09.836,0:03:13.595
όπου η ενέργεια είναι χωρικά[br]εξαπλωμένη κατά το μέγιστο,

0:03:13.595,0:03:17.357
υπάρχει 13% πιθανότητα[br]να επιστρέψει στην αρχική κατάσταση,

0:03:17.357,0:03:22.137
και 8% πιθανότητα το στερεό Α[br]να αποκτήσει κι άλλη ενέργεια.

0:03:22.857,0:03:26.075
Και πάλι βλέπουμε πως, επειδή υπάρχουν[br]περισσότεροι τρόποι να έχουμε

0:03:26.075,0:03:30.026
διάχυτη ενέργεια και υψηλή εντροπία[br]απ' ό,τι συγκεντρωμένη ενέργεια,

0:03:30.026,0:03:32.278
η ενέργεια τείνει να απλώνεται.

0:03:32.558,0:03:35.509
Γι' αυτό αν βάλετε ένα καυτό[br]αντικείμενο κοντά σε ένα κρύο,

0:03:35.509,0:03:39.520
το κρύο θα ζεσταθεί[br]και το καυτό θα κρυώσει.

0:03:40.250,0:03:43.717
Αλλά ακόμα και σε αυτό το παράδειγμα,[br]υπάρχει μια πιθανότητα 8%[br]

0:03:43.717,0:03:46.816
το καυτό αντικείμενο[br]να γίνει ακόμα πιο καυτό.

0:03:47.116,0:03:50.067
Γιατί δεν συμβαίνει αυτό[br]ποτέ στην πραγματική ζωή;

0:03:51.427,0:03:53.927
Όλα έχουν να κάνουν[br]με το μέγεθος του συστήματος.

0:03:53.927,0:03:57.837
Τα υποθετικά στερεά μας[br]έχουν μόνο έξι δεσμούς το καθένα.

0:03:58.057,0:04:03.938
Ας μεγεθύνουμε τα στερεά[br]στις 6.000 και 8.000 μονάδες ενέργειας,

0:04:03.938,0:04:07.527
και να ξαναρχίσουμε το σύστημα[br]με τρία τέταρτα ενέργειας στο Α

0:04:07.527,0:04:09.677
και ένα τέταρτο στο Β.

0:04:10.127,0:04:11.877
Τώρα βρίσκουμε πως η πιθανότητα

0:04:11.877,0:04:14.627
το στερεό Α να αποκτήσει αυθόρμητα[br]περισσότερη ενέργεια

0:04:14.627,0:04:16.777
είναι αυτός ο μικροσκοπικός αριθμός.

0:04:17.247,0:04:21.158
Τα καθημερινά μας αντικείμενα[br]έχουν πολλά παραπάνω σωματίδια

0:04:21.158,0:04:22.308
απ' ό,τι αυτό.

0:04:22.308,0:04:26.290
Στον πραγματικό κόσμο η πιθανότητα ένα[br]καυτό αντικείμενο να γίνει ακόμα πιο καυτό

0:04:26.290,0:04:29.731
είναι τόσο εξαιρετικά μικρή,[br]που απλώς δε συμβαίνει ποτέ.

0:04:30.409,0:04:31.528
Ο πάγος λιώνει,

0:04:31.528,0:04:32.918
η κρέμα διαλύεται,

0:04:32.918,0:04:34.676
και το λάστιχο ξεφουσκώνει,

0:04:34.676,0:04:36.122
επειδή αυτές οι καταστάσεις

0:04:36.122,0:04:39.082
έχουν πιο απλωμένη ενέργεια[br]απ' ό,τι οι αρχικές.

0:04:39.712,0:04:41.502
Δεν υπάρχει κάποια μυστηριώδης δύναμη

0:04:41.502,0:04:43.720
που να ωθεί το σύστημα[br]προς υψηλότερη εντροπία.

0:04:43.720,0:04:48.498
Απλώς η υψηλότερη εντροπία[br]είναι πάντα στατιστικά πιο πιθανή.

0:04:48.738,0:04:51.940
Γι' αυτό η εντροπία[br]έχει ονομαστεί το βέλος του χρόνου.

0:04:52.480,0:04:56.369
Αν η ενέργεια έχει την δυνατότητα[br]να εξαπλωθεί, θα το κάνει.