WEBVTT

00:00:06.875 --> 00:00:10.453
יש מושג שחיוני לכימיה ופיזיקה.

00:00:10.453 --> 00:00:15.293
הוא עוזר להסביר למה תהליכים פיזיים
הולכים לכיוון אחד ולא לאחר:

00:00:15.293 --> 00:00:16.849
למה קרח נמס,

00:00:16.849 --> 00:00:19.279
למה חלב מתפשט בקפה,

00:00:19.279 --> 00:00:22.529
למה אויר דולף מצמיג עם תקר.

00:00:22.529 --> 00:00:27.039
זו אנטרופיה, וקשה להבינה.

00:00:27.039 --> 00:00:31.879
אנטרופיה מתוארת לעיתים קרובות
כמידה של חוסר סדר.

00:00:31.879 --> 00:00:35.739
זו תמונה נוחה, אבל היא מטעה.

00:00:35.739 --> 00:00:38.511
לדוגמה, מה יותר חסר סדר -

00:00:38.511 --> 00:00:43.469
כוס של קרח כתוש או
כוס עם מים בטמפרטורת החדר?

00:00:43.469 --> 00:00:45.373
רוב האנשים יגידו שהקרח,

00:00:45.373 --> 00:00:49.069
אבל יש לו למעשה אנטרופיה נמוכה יותר.

00:00:49.069 --> 00:00:52.898
אז דרך אחרת לחשוב עליה
זה דרך הסתברות.

00:00:52.898 --> 00:00:57.290
זה אולי מסובך יותר להבנה,
אבל קחו את הזמן להפנים את זה

00:00:57.290 --> 00:01:01.260
ותהיה לכם הבנה הרבה יותר טובה של אנטרופיה.

00:01:01.260 --> 00:01:03.661
חשבו על שני מוצקים קטנים

00:01:03.661 --> 00:01:07.541
שמורכבים משישה קשרים אטומים כל אחד.

00:01:07.541 --> 00:01:12.781
במודל הזה, האנרגיה בכל מוצק נאגרת בקשרים.

00:01:12.781 --> 00:01:15.292
אפשר לחשוב עליהם כמיכלים פשוטים,

00:01:15.292 --> 00:01:20.070
שיכולים להכיל יחידות בלתי ניתנות לחלוקה
של אנרגיה שידועות כקוואנטה.

00:01:20.070 --> 00:01:24.601
ככל שיש למוצק יותר אנרגיה, כך הוא חם יותר.

00:01:24.601 --> 00:01:29.042
מסתבר שיש אין ספור דרכים לחלק את האנרגיה

00:01:29.042 --> 00:01:30.552
בשני המוצקים

00:01:30.552 --> 00:01:34.592
ושעדיין תהיה להם אותה כמות אנרגיה.

00:01:34.592 --> 00:01:38.502
כל אחת מהאופציות האלה נקראת מיקרו מצב.

00:01:38.502 --> 00:01:43.341
עבור שש קוואנטות של אנרגיה
במוצק א' ושתיים במוצק ב',

00:01:43.341 --> 00:01:47.832
יש 9702 מיקרו מצבים.

00:01:47.832 --> 00:01:52.861
כמובן, יש דרכים אחרות בהן ניתן לארגן 
את שמונה קוואנטות האנרגיה שלנו.

00:01:52.861 --> 00:01:57.833
לדוגמה, כל האנרגיה יכולה להיות
במוצק א' ואף אחת ב-ב',

00:01:57.833 --> 00:02:00.872
או חצי ב א' וחצי ב-ב'.

00:02:00.872 --> 00:02:04.154
אם אנחנו מניחים שכל מיקרו מצב 
סביר באותה מידה,

00:02:04.154 --> 00:02:06.794
אנחנו יכולים לראות שלכמה מסידורי האנרגיה

00:02:06.794 --> 00:02:10.543
יש הסתברות גבוהה יותר מאשר אחרות.

00:02:10.543 --> 00:02:14.184
זה בגלל שיש להן יותר מיקרו מצבים.

00:02:14.184 --> 00:02:20.143
אנטרופיה היא מידה ישירה של הסתברות 
של כל סידור אנרגיה.

00:02:20.143 --> 00:02:23.193
מה שאנחנו רואים זה שלסידור האנרגיה

00:02:23.193 --> 00:02:26.843
בו האנרגיה מפוזרת הכי הרבה בין המוצקים

00:02:26.843 --> 00:02:28.924
יש את האנטרופיה הכי גבוהה.

00:02:28.924 --> 00:02:30.474
אז במובן הכללי,

00:02:30.474 --> 00:02:34.853
אנטרופיה יכולה להיחשב
כמידה של התפשטות האנרגיה.

00:02:34.853 --> 00:02:37.893
אנטרופיה נמוכה משמעה שהאנרגיה מרוכזת.

00:02:37.893 --> 00:02:41.623
אנטרופיה גבוהה משמעה שהיא מפוזרת.

00:02:41.623 --> 00:02:45.765
כדי לראות איך אנטרופיה שימושית
בהסבר תהליכים ספונטניים,

00:02:45.765 --> 00:02:48.075
כמו עצמים חמים שמתקררים,

00:02:48.075 --> 00:02:52.434
אנחנו צריכים להביט במערכת דינמית
בה האנרגיה נעה.

00:02:52.434 --> 00:02:54.935
במציאות, אנרגיה לא נשארת במקום.

00:02:54.935 --> 00:02:58.065
היא כל הזמן נעה בין קשרים שכנים.

00:02:58.065 --> 00:03:00.206
כשהאנרגיה נעה,

00:03:00.206 --> 00:03:02.955
סידורי האנרגיה יכולים להשתנות.

00:03:02.955 --> 00:03:05.085
בגלל ההתפלגות של מיקרו המצבים,

00:03:05.085 --> 00:03:09.836
יש סיכוי של 21% שהמערכת
תהיה מאוחר יותר במצב

00:03:09.836 --> 00:03:13.595
בו האנרגיה מפוזרת באופן מקסימלי.

00:03:13.595 --> 00:03:17.357
יש 13% סיכוי שהיא תחזור למצב ההתחלתי,

00:03:17.357 --> 00:03:22.857
וסיכוי של 8% שא' למעשה יצבור אנרגיה.

00:03:22.857 --> 00:03:26.935
שוב, אנחנו רואים שבגלל שיש
יותר דרכים לקבל אנרגיה מפוזרת

00:03:26.935 --> 00:03:30.026
ואנטרופיה גבוהה מאשר אנרגיה מרוכזת,

00:03:30.026 --> 00:03:32.558
האנרגיה נוטה להתפשט.

00:03:32.558 --> 00:03:35.509
לכן אם תשימו עצם חם קרוב לעצם קר,

00:03:35.509 --> 00:03:40.420
הקר יתחמם והחם יתקרר.

00:03:40.420 --> 00:03:41.867
אבל אפילו בדוגמה הזו,

00:03:41.867 --> 00:03:47.116
יש סיכוי של 8% שהעצם החם יתחמם.

00:03:47.116 --> 00:03:51.427
למה זה אף פעם לא קורה בחיים האמתיים?

00:03:51.427 --> 00:03:54.177
הכל קשור לגודל המערכת.

00:03:54.177 --> 00:03:58.057
למוצקים ההיפוטטיים שלנו
היו שישה קשרים כל אחד.

00:03:58.057 --> 00:04:03.938
בואו נגדיל את המוצקים ל-6,000 קשרים
ו-8,000 יחידות אנרגיה,

00:04:03.938 --> 00:04:07.527
ושוב נתחיל את המערכת
עם שלושה רבעים מהאנרגיה ב-א'

00:04:07.527 --> 00:04:10.127
ורבע ב-ב'.

00:04:10.127 --> 00:04:14.337
עכשיו אנחנו מגלים שהסיכוי
שא' ירכוש עוד אנרגיה באופן ספונטני

00:04:14.337 --> 00:04:17.247
הוא מספר זעיר זה.

00:04:17.247 --> 00:04:22.308
לעצמים מוכרים ויום יומיים
יש הרבה יותר חלקיקים מזה.

00:04:22.308 --> 00:04:25.920
הסיכוי של עצם חם בעולם האמיתי
להעשות חם יותר

00:04:25.920 --> 00:04:28.011
קטן בצורה אבסורדית,

00:04:28.011 --> 00:04:30.409
שזה פשוט אף פעם לא קורה.

00:04:30.409 --> 00:04:31.528
קרח נמס,

00:04:31.528 --> 00:04:32.918
חלב מתערבב,

00:04:32.918 --> 00:04:34.676
וצמיגים מאבדים אויר

00:04:34.676 --> 00:04:39.942
כי למצבים האלה
יש יותר אנרגיה מפוזרת מהמקוריים.

00:04:39.942 --> 00:04:43.630
אין כוח מסתורי שדוחף את המערך
לכיוון אנטרופיה גבוהה יותר.

00:04:43.630 --> 00:04:48.928
זה פשוט שאנטרופיה גבוהה יותר
תמיד סבירה יותר סטטיסטית.

00:04:48.928 --> 00:04:52.480
לכן אנטרופיה נקראת חץ הזמן.

00:04:52.480 --> 00:04:56.739
אם לאנרגיה יש את ההזדמנות להתפשט,
היא תעשה זאת.