ما هي الإنتروبيا؟ - جيف فيلبس
-
0:07 - 0:10هناك مفهوم مهم بالنسبة
إلى الكيمياء والفيزياء. -
0:10 - 0:15يساعدُ في شرح لِمَ تذهبُ العمليات
الفيزيائية في اتجاه واحد وليس في الآخر -
0:15 - 0:17لماذا يذوبُ الثلج
-
0:17 - 0:19ولماذا تنتشرُ القشدة في القهوة
-
0:19 - 0:23ولماذا يتسربُ الهواء خارج الإطار المثقوب
-
0:23 - 0:27إنها الإنتروبيا (مقياس الطاقة المُشتتة)
ويصعبُ ملاحظتها وفهمها. -
0:27 - 0:32يتمُ وصف الإنتروبيا في معظم الأحيان
كمقياس للخلل والفوضى. -
0:32 - 0:36هذه هي صورة مناسبة، ولكنها للأسف خادعة.
-
0:36 - 0:39على سبيل المثال، أيهما أكثر اختلالًا
-
0:39 - 0:43كوب من الثلج المسحوق أم كأس من الماء
بدرجة حرارة الغرفة؟ -
0:43 - 0:45سيقول معظم الناس الثلج
-
0:45 - 0:49ولكن في الحقيقة أن لدى الثلج إنتروبيا أقل.
-
0:49 - 0:53لذلك، ههنا طريقة أخرى للتفكير حولها
من خلال الاحتمالية. -
0:53 - 0:57قد تكون معّقدة لفهمها،
ولكن خذ وقتك لاستيعابها -
0:57 - 1:01وسيكون لديك فهم أفضل لمفهوم الإنتروبيا.
-
1:01 - 1:04افحص هاتين المادتين الصلبتين الصغيرتين
-
1:04 - 1:08والتي تتكون كل واحدة منهما
من ستة روابط ذرية. -
1:08 - 1:13في هذا النموذج، تتخزن الطاقة
في كل مادة صلبة في الروابط. -
1:13 - 1:15ويمكنُ التفكير فيها كحاويات بسيطة.
-
1:15 - 1:20التي تحتفظُ بوحدات الطاقة غير القابلة -
للتجزئة والمعروفة باسم كوانتا (الكَم) -
1:20 - 1:25فكلما كان لدى المادة الصلبة طاقة أكثر،
كلما كانت حارّة أكثر. -
1:25 - 1:29تبين أن هناك طرقًا عديدة جدًا يمكنُ فيها
للطاقة أن تتوزع -
1:29 - 1:31في المادتين الصلبتين
-
1:31 - 1:35ولا يزالُ لدى كلٍ منهما نفس مجموع الطاقة.
-
1:35 - 1:39يُسمى كل من هذين الخَيارين
مايكروستات (الحالة الانتقالية) -
1:39 - 1:43فلكل ست كوانتا من الطاقة في المادة "أ"
واثنتين في المادة "ب" -
1:43 - 1:48هناك 9,702 مايكروستات.
-
1:48 - 1:53بالتأكيد، هناك طرق أخرى يمكننا فيها
ترتيب ثماني كونتا من الطاقة. -
1:53 - 1:58على سبيل المثال، يمكن أن تكون كل الطاقة
في المادة "أ" وليس في المادة "ب". -
1:58 - 2:01أو نصفها في "أ" ونصفها في "ب".
-
2:01 - 2:04إذا افترضنا بأن كل مايكروستات
هو على الأرحج متساوٍ -
2:04 - 2:07يمكننا رؤية أن بعض توزيع الطاقة
-
2:07 - 2:11لديها احتمال أكبر للحدوث أكثر من الأخرى
-
2:11 - 2:14ويعودُ ذلك إلى العدد الكبير
من المايكروستات. -
2:14 - 2:20الإنتروبيا هو مقياس مباشر لكل احتمالية
توزيع الطاقة. -
2:20 - 2:23ما نراه هو أن توزيع الطاقة
-
2:23 - 2:27في المادة حيث الطاقة هي أكثر انتشارًا
بين المواد الصلبة -
2:27 - 2:29لها إنتروبيا أعلى.
-
2:29 - 2:30لذلك وفي المعنى العام
-
2:30 - 2:35يمكن التفكير بالإنتروبيا كمقياس
لانتشار الطاقة. -
2:35 - 2:38تعني الإنتروبيا المنخفضة بأن الطاقة مركزة
-
2:38 - 2:42وتعني الإنتروبيا العالية بأنها منتشرة.
-
2:42 - 2:46لرؤية لِمَ الانتروبا مفيدة لشرح
العمليات التلقائية -
2:46 - 2:48مثل المواد الساخنة التي تبرد
-
2:48 - 2:52نحتاجُ للنظر في النطام الديناميكي
حيثُ تتحرك الطاقة. -
2:52 - 2:55في الحقيقة، لا تبقى الطاقة ساكنة.
-
2:55 - 2:58تتحرك باستمرار بين الروابط المجاورة.
-
2:58 - 3:00وكما تتحرك الطاقة
-
3:00 - 3:03يمكن أن تتغير ترتيب وتوزيع الطاقة.
-
3:03 - 3:05بسبب توزيع الميكروستات
-
3:05 - 3:10يوجد احتمال 21% بأن المنظومة
ستكون لاحقًا في التوزيع -
3:10 - 3:14حيث الطاقة منتشرة لأقصى حد
-
3:14 - 3:17ويوجد أحتمال 13% أن المنظومة ستعودُ
إلى نقطة البداية -
3:17 - 3:23وإحتمال 8% أن المادة "أ"
ستكسبُ طاقة فعلًا. -
3:23 - 3:27مرةً أخرى، نرى ذلك بسبب
أن هناك طرقًا أكثر لتشتت الطاقة -
3:27 - 3:30وإنتروبيا عالية أكثر من تركيز الطاقة
-
3:30 - 3:33تميلُ الطاقة للانتشار.
-
3:33 - 3:36لهذا السبب إذا وضعت مادة ساخنة
بجانب مادة باردة -
3:36 - 3:40ستسخن الباردة وتبرد الساخنة.
-
3:40 - 3:42حتى مع هذا المثال
-
3:42 - 3:47يوجد احتمال 80% أن المادة الساخنة
ستسخن أكثر. -
3:47 - 3:51لماذا لا يحدث ذلك أبدًا في الواقع؟
-
3:51 - 3:54يعودُ الأمر كله حول حجم المنظومة.
-
3:54 - 3:58لدى موادنا الإفتراضية ستة روابط فقط
في كلِ منهما. -
3:58 - 4:04دعنا نرفع المواد الصلبة إلى 6,000 رابط
و 8,000 وحدة من الطاقة -
4:04 - 4:08ونبدأ بتشغيل المنظومة مجددًا
مع ثلاثة ارباع من الطاقة في المادة أ -
4:08 - 4:10وربع في المادة ب.
-
4:10 - 4:14نجدُ الآن أن فرصة المادة "أ"
للكسب التلقائي للمزيد من الطاقة -
4:14 - 4:17هو هذا العدد الضئيل جدًا.
-
4:17 - 4:22كما هو مألوف، لدى المواد اليومية العديد
والكثير من المرات جزئيات أكثر من هذه. -
4:22 - 4:26فرصة المادة الساخثة في العالم الحقيقي
بأنها ستزداد سخونة -
4:26 - 4:28هو احتمال صغير تافة لا يذكر
-
4:28 - 4:30إنه مجرد لا يحدثُ مطلقًا.
-
4:30 - 4:32يذوب الثلج
-
4:32 - 4:33وتختلطُ القشدة
-
4:33 - 4:35ويفرغُ الهواء من الإطارات
-
4:35 - 4:40لأن لدى هذه الحالات طاقة مشتتة أكثر
من الأصلية. -
4:40 - 4:44لا يوجد هناك قوة غامضة تدفع المنظومة
اتجاه إنتروبيا عالية. -
4:44 - 4:49إنها مجرد الإنتروبيا العالية هي دائمًا
أكثر إحصائيًا على الأرجح. -
4:49 - 4:52لهذا السبب دُعيت الأنتروبيا "سهم الزمن".
-
4:52 - 4:57إذا كان لدى الطاقة فرصة للانتشار،
فإنها ستنتشر.
- Title:
- ما هي الإنتروبيا؟ - جيف فيلبس
- Description:
-
more » « less
مشاهدة الدرس كاملًا: http://ed.ted.com/lessons/what-is-entropy-jeff-phillips
يوجد مفهوم مهم للكيمياء والفيزياء. إنه يساعدُ في شرح لِمَ تذهبُ العمليات الفيزيائية في اتجاه واحد وليس في الآخر. لماذا يذوبُ الثلج ولماذا تنتشرُ القشدة في القهوة ولماذا يتسربُ الهواء من الإطار المثقوب. إنها الإنتروبيا، التي يصعبُ ملاحظتها وفهمها. يعطي (جيف فليبس) درسًا سريعًا عن الأنتروبيا.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:20
|
Riyad Altayeb edited Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Riyad Altayeb approved Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Riyad Altayeb edited Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
Hani Eldalees accepted Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Hani Eldalees edited Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
Nawal Sharabati edited Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Nawal Sharabati edited Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Nawal Sharabati edited Arabic subtitles for Entropy - Jeff Phillips |