0:00:06.875,0:00:10.453
Létezik egy fogalom, amely létfontosságú[br]a kémiában és a fizikában.

0:00:10.453,0:00:15.293
Megmagyarázza, miért az egyik, s nem[br]a másik irányban zajlanak a folyamatok:

0:00:15.293,0:00:16.849
miért olvad meg a jég,

0:00:16.849,0:00:19.279
miért oszlik el a tejszín a kávéban,

0:00:19.279,0:00:22.529
miért megy ki a levegő[br]a defektes kerékből.

0:00:22.529,0:00:27.039
Ez az entrópia, amely hírhedten[br]nehezen fér a fejünkbe.

0:00:28.059,0:00:31.729
Az entrópiát gyakran a rendezetlenség [br]mértékeként jellemzik.

0:00:31.729,0:00:35.739
Kényelmes elképzelés,[br]de sajnos, félrevezető.

0:00:35.739,0:00:38.511
Pl. melyikük rendezetlenebb:

0:00:38.511,0:00:43.469
egy csésze jégkása vagy egy pohár[br]szobahőmérsékletű víz?

0:00:43.469,0:00:45.373
Legtöbben a jégre szavaznának,

0:00:45.373,0:00:47.789
de az entrópiája a jégnek kisebb.

0:00:49.069,0:00:52.898
De másként is megközelíthetjük a kérdést:[br]a valószínűségen keresztül.

0:00:52.898,0:00:57.290
Lehet, hogy ezt fogósabb megértenünk,[br]de szánjuk rá az időt!

0:00:57.290,0:01:00.710
Így sokkal jobban megértjük az entrópiát.

0:01:01.260,0:01:03.661
Tekintsünk két piciny szilárd testet,

0:01:03.661,0:01:07.291
amelynek mindegyike[br]hat atomi kötést tartalmaz.

0:01:07.541,0:01:12.591
E modellben a testek energiáját[br]a kötések tárolják.

0:01:12.591,0:01:15.292
Fölfoghatjuk őket egyszerű tartályokként,

0:01:15.292,0:01:20.070
amelyek oszthatatlan energiaegységeket,[br]ún. kvantumokat tartalmaznak.

0:01:20.070,0:01:24.151
Minél több energia van[br]egy szilárd testben, annál forróbb.

0:01:25.011,0:01:29.042
Kiderült, hogy az energia [br]megoszlása sokféle lehet

0:01:29.042,0:01:30.552
a két szilárd test között,

0:01:30.552,0:01:34.592
miközben a teljes energia[br]mennyisége állandó.

0:01:34.592,0:01:38.502
Az egyes lehetőségeket[br]mikroállapotnak nevezzük.

0:01:38.502,0:01:43.341
Ha az <i>A</i> szilárd testben hat,[br]a <i>B</i>-ben két energiakvantum van,

0:01:43.341,0:01:47.382
9 702 mikroállapot létezik.

0:01:47.832,0:01:52.861
Persze, a nyolc energiakvantumunk[br]másként is elrendezhető.

0:01:52.861,0:01:57.833
Pl., minden energia az <i>A</i> testben[br]összpontosul, a <i>B</i>-ben semmi sincs.

0:01:57.833,0:02:00.462
vagy fele az <i>A</i>-ban, fele a <i>B</i>-ben.

0:02:00.872,0:02:04.154
Ha föltételezzük, hogy minden egyes[br]mikroállapot egyformán valószínű,

0:02:04.154,0:02:06.794
azt látjuk, hogy egyes energiaszerkezetek

0:02:06.794,0:02:10.113
előfordulása valószínűbb, mint másoké.

0:02:10.343,0:02:13.724
Ennek oka, hogy több mikroállapotuk van.

0:02:14.024,0:02:19.513
Az entrópia minden egyes energiaszerkezet[br]előfordulási valószínűségének mértéke.

0:02:20.383,0:02:23.193
Látható, hogy az az energiaszerkezet,

0:02:23.193,0:02:26.843
amelyben az energia a legjobban[br]eloszlik a szilárd testek között,

0:02:26.843,0:02:28.924
a legnagyobb entrópiájú.

0:02:28.924,0:02:30.474
Általános értelemben az entrópia

0:02:30.474,0:02:34.853
az energiaeloszlás mértékeként[br]fogható föl.

0:02:34.853,0:02:37.893
Az alacsony entrópia[br]koncentrált energiát jelent.

0:02:37.893,0:02:41.623
A magas entrópia azt jelenti,[br]hogy az energia szét van terjedve.

0:02:41.623,0:02:45.765
Hogy értsük, miért hasznos az entrópia[br]a spontán folyamatok magyarázatára,

0:02:45.765,0:02:48.075
pl. ilyen a forró tárgyak lehűlése,

0:02:48.075,0:02:52.434
meg kell vizsgálnunk a dinamikus[br]rendszert, amelyben az energia mozog,

0:02:52.434,0:02:54.935
mivel a valóságban[br]az energia nincs nyugalomban,

0:02:54.935,0:02:58.065
állandóan mozog[br]a szomszédos kötések között.

0:02:58.725,0:03:00.206
Az energia mozgása miatt

0:03:00.206,0:03:02.575
az energiaszerkezet változhat.

0:03:02.735,0:03:05.085
A mikroállapotok eloszlása miatt

0:03:05.085,0:03:09.836
21% az esélye, hogy a rendszer később[br]olyan szerkezetű lesz,

0:03:09.836,0:03:12.855
amelyben az energia teljesen szétszóródik,

0:03:13.385,0:03:17.357
13% az esélye, hogy visszatér[br]a kiindulópontba,

0:03:17.357,0:03:21.747
és 8% az esélye,[br]hogy az <i>A</i> energiát vesz föl.

0:03:22.857,0:03:26.935
Minthogy több módja van,[br]hogy szétszóródott energiánk

0:03:26.935,0:03:30.026
és magas entrópiánk legyen,[br]semmint koncentrált energiánk,

0:03:30.026,0:03:32.558
az energia hajlamos a szétszóródásra.

0:03:32.558,0:03:35.909
Ezért van, hogy ha egy forró[br]s egy hideg tárgyat egymás mellé teszünk,

0:03:35.909,0:03:39.650
a hideg fölmelegszik, a forró pedig lehűl.

0:03:40.420,0:03:43.977
De még e példában is 8% esélye van,

0:03:43.977,0:03:47.116
hogy a forró tárgy még forróbb lesz.

0:03:47.116,0:03:49.867
Miért nem történik ez meg a valóságban?

0:03:51.427,0:03:54.177
A magyarázat a rendszer[br]nagyságában rejlik.

0:03:54.177,0:03:58.057
Hipotetikus szilárd testünknek[br]csak hat kötése volt.

0:03:58.057,0:04:03.938
Növeljük a kötések számát 6 000-re[br]és az energiaegységeket 8 000-re,

0:04:03.938,0:04:07.527
és legyen kezdetben[br]az energia 3/4-e az <i>A</i>-ban,

0:04:07.527,0:04:09.477
és 1/4-e a <i>B</i>-ben!

0:04:10.127,0:04:14.337
Most az esély, hogy az <i>A</i>[br]spontán energiát vesz föl,

0:04:14.337,0:04:17.247
egy ilyen pici szám.

0:04:17.247,0:04:22.308
Megszokott tárgyainkban[br]sokkal-sokkal több részecske van.

0:04:22.308,0:04:25.920
Az esélye, hogy egy forró tárgy[br]a valóságban még forróbb legyen,

0:04:25.920,0:04:28.011
olyan elképzelhetetlenül kicsi,

0:04:28.011,0:04:30.409
hogy sohasem történik meg.

0:04:30.409,0:04:31.528
A jég megolvad,

0:04:31.528,0:04:32.918
a tejszín elkeveredik,

0:04:32.918,0:04:34.676
és az autógumi leereszt,

0:04:34.676,0:04:39.942
mert az utóbbi állapotokban nagyobb[br]a szétszórt energia mennyisége.

0:04:39.942,0:04:43.630
Nincs rejtélyes erő, amely a rendszert[br]a magasabb entrópia felé taszigálná.

0:04:43.630,0:04:48.428
Csak arról van szó, hogy a magasabb[br]entrópia statisztikailag valószínűbb.

0:04:48.778,0:04:52.040
Ezért hívjuk az entrópiát időnyílnak.

0:04:52.480,0:04:56.739
Ha az energiának lehetősége[br]van szóródni, meg is teszi.