< Return to Video

Τι είναι η εντροπία; - Τζεφ Φίλιπς

  • 0:07 - 0:10
    Υπάρχει μια έννοια κρίσιμης σημασίας
    για τη χημεία και τη φυσική.
  • 0:10 - 0:13
    Μας βοηθάει να εξηγήσουμε
    γιατί οι φυσικές διαδικασίες
  • 0:13 - 0:15
    ακολουθούν μία κατεύθυνση,
    κι όχι την αντίθετη:
  • 0:15 - 0:17
    γιατί λιώνει ο πάγος,
  • 0:17 - 0:19
    γιατί η κρέμα απλώνεται στον καφέ,
  • 0:19 - 0:22
    γιατί ο αέρας διαφεύγει
    από ένα σκασμένο λάστιχο.
  • 0:23 - 0:24
    Αυτή η έννοια είναι η εντροπία,
  • 0:24 - 0:27
    και είναι εξαιρετικά δύσκολο
    να την καταλάβουμε.
  • 0:28 - 0:32
    Η εντροπία συχνά περιγράφεται
    ως ένα μέτρο της αταξίας.
  • 0:32 - 0:36
    Αυτή είναι μια βολική περιγραφή,
    αλλά δυστυχώς μας παραπλανεί.
  • 0:36 - 0:39
    Για παράδειγμα, τι είναι πιο ακατάστατο -
  • 0:39 - 0:43
    μια κούπα σπασμένου πάγου, ή ένα ποτήρι
    με νερό σε θερμοκρασία δωματίου;
  • 0:43 - 0:45
    Οι περισσότεροι θα έλεγαν ο πάγος,
  • 0:45 - 0:48
    αλλά αυτό στην πραγματικότητα
    έχει χαμηλότερη εντροπία.
  • 0:49 - 0:53
    Ορίστε, λοιπόν, ένας άλλος τρόπος
    να το καταλάβουμε με τη χρήση πιθανοτήτων.
  • 0:53 - 0:55
    Αυτό ίσως να είναι πιο δύσκολο
    στην κατανόηση,
  • 0:55 - 0:57
    αλλά πάρτε λίγο χρόνο
    για να το επεξεργαστείτε
  • 0:57 - 1:01
    και θα καταλάβετε
    πολύ καλύτερα την εντροπία.
  • 1:01 - 1:04
    Φανταστείτε δύο μικρά στερεά αντικείμενα
  • 1:04 - 1:07
    τα οποία αποτελούνται
    από έξι ατομικούς δεσμούς το καθένα.
  • 1:08 - 1:12
    Σε αυτό το μοντέλο η ενέργεια κάθε στερεού
    είναι αποθηκευμένη στους δεσμούς.
  • 1:13 - 1:15
    Μπορούμε να τα φανταστούμε ως απλά δοχεία,
  • 1:15 - 1:20
    που μπορούν να περιέχουν άτμητες
    ποσότητες ενέργειας, γνωστές ως κβάντα.
  • 1:20 - 1:24
    Όσο περισσότερη ενέργεια
    έχει ένα στερεό, τόσο πιο ζεστό είναι.
  • 1:25 - 1:30
    Και η ενέργεια μπορεί να κατανεμηθεί
    στα δύο στερεά με πολλούς τρόπους,
  • 1:30 - 1:34
    αλλά πάντα με την ίδια συνολική
    ενέργεια στο καθένα.
  • 1:35 - 1:38
    Κάθε μία από αυτές τις καταστάσεις
    ονομάζεται μικροκατάσταση.
  • 1:39 - 1:43
    Για 6 κβάντα ενέργειας στο Στερεό Α
    και 2 στο Στερεό Β,
  • 1:43 - 1:47
    υπάρχουν 9.702 μικροκαταστάσεις.
  • 1:48 - 1:53
    Βέβαια, υπάρχουν κι άλλοι πιθανοί τρόποι
    να διανεμηθούν τα 8 κβάντα μας.
  • 1:53 - 1:56
    Για παράδειγμα, όλη η ενέργεια
    θα μπορούσε να είναι στο Στερεό Α
  • 1:56 - 2:00
    και καθόλου στο Στερεό Β,
    ή μισή στο Α και μισή στο Β.
  • 2:01 - 2:04
    Αν υποθέσουμε πως κάθε μικροκατάσταση
    είναι εξίσου πιθανή,
  • 2:04 - 2:07
    βλέπουμε πως μερικές
    από τις ενεργειακές καταστάσεις
  • 2:07 - 2:10
    έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα
    να προκύψουν απ' ό,τι άλλες.
  • 2:11 - 2:14
    Αυτό ισχύει λόγω του μεγαλύτερου
    αριθμού μικροκαταστάσεων.
  • 2:14 - 2:16
    Η εντροπία είναι
    ένας άμεσος τρόπος μέτρησης
  • 2:16 - 2:20
    της πιθανότητας εμφάνισης
    κάθε ενεργειακής κατάστασης.
  • 2:20 - 2:23
    Αυτό που βλέπουμε
    είναι ότι η ενεργειακή κατάσταση
  • 2:23 - 2:27
    στην οποία η ενέργεια είναι κατανεμημένη
    κατά το μέγιστο στο στερεό
  • 2:27 - 2:29
    έχει τη μεγαλύτερη εντροπία.
  • 2:29 - 2:32
    Γενικά, λοιπόν, μπορούμε
    να φανταστούμε την εντροπία
  • 2:32 - 2:35
    ως μέτρηση αυτής της ενεργειακής
    χωρικής κατανομής.
  • 2:35 - 2:38
    Χαμηλή εντροπία σημαίνει
    ότι η ενέργεια είναι συγκεντρωμένη.
  • 2:38 - 2:41
    Υψηλή εντροπία σημαίνει
    ότι είναι απλωμένη.
  • 2:42 - 2:46
    Για να δούμε γιατί η εντροπία χρησιμεύει
    στην επεξήγηση αυθόρμητων διαδικασιών,
  • 2:46 - 2:48
    όπως η ψύξη ζεστών αντικειμένων,
  • 2:48 - 2:52
    πρέπει να κοιτάξουμε ένα δυναμικό
    σύστημα όπου η ενέργεια κινείται.
  • 2:52 - 2:55
    Στην πραγματικότητα,
    η ενέργεια δεν παραμένει σταθερή·
  • 2:55 - 2:58
    συνεχώς μετακινείται
    ανάμεσα σε γειτονικούς δεσμούς.
  • 2:59 - 3:03
    Καθώς η ενέργεια κινείται,
    η ενεργειακή κατάσταση μπορεί να αλλάξει.
  • 3:03 - 3:05
    Εξαιτίας της κατανομής
    των μικροκαταστάσεων,
  • 3:05 - 3:10
    υπάρχει 21% πιθανότητα το σύστημα
    να βρεθεί αργότερα στην κατάσταση
  • 3:10 - 3:14
    όπου η ενέργεια είναι χωρικά
    εξαπλωμένη κατά το μέγιστο,
  • 3:14 - 3:17
    υπάρχει 13% πιθανότητα
    να επιστρέψει στην αρχική κατάσταση,
  • 3:17 - 3:22
    και 8% πιθανότητα το στερεό Α
    να αποκτήσει κι άλλη ενέργεια.
  • 3:23 - 3:26
    Και πάλι βλέπουμε πως, επειδή υπάρχουν
    περισσότεροι τρόποι να έχουμε
  • 3:26 - 3:30
    διάχυτη ενέργεια και υψηλή εντροπία
    απ' ό,τι συγκεντρωμένη ενέργεια,
  • 3:30 - 3:32
    η ενέργεια τείνει να απλώνεται.
  • 3:33 - 3:36
    Γι' αυτό αν βάλετε ένα καυτό
    αντικείμενο κοντά σε ένα κρύο,
  • 3:36 - 3:40
    το κρύο θα ζεσταθεί
    και το καυτό θα κρυώσει.
  • 3:40 - 3:44
    Αλλά ακόμα και σε αυτό το παράδειγμα,
    υπάρχει μια πιθανότητα 8%
  • 3:44 - 3:47
    το καυτό αντικείμενο
    να γίνει ακόμα πιο καυτό.
  • 3:47 - 3:50
    Γιατί δεν συμβαίνει αυτό
    ποτέ στην πραγματική ζωή;
  • 3:51 - 3:54
    Όλα έχουν να κάνουν
    με το μέγεθος του συστήματος.
  • 3:54 - 3:58
    Τα υποθετικά στερεά μας
    έχουν μόνο έξι δεσμούς το καθένα.
  • 3:58 - 4:04
    Ας μεγεθύνουμε τα στερεά
    στις 6.000 και 8.000 μονάδες ενέργειας,
  • 4:04 - 4:08
    και να ξαναρχίσουμε το σύστημα
    με τρία τέταρτα ενέργειας στο Α
  • 4:08 - 4:10
    και ένα τέταρτο στο Β.
  • 4:10 - 4:12
    Τώρα βρίσκουμε πως η πιθανότητα
  • 4:12 - 4:15
    το στερεό Α να αποκτήσει αυθόρμητα
    περισσότερη ενέργεια
  • 4:15 - 4:17
    είναι αυτός ο μικροσκοπικός αριθμός.
  • 4:17 - 4:21
    Τα καθημερινά μας αντικείμενα
    έχουν πολλά παραπάνω σωματίδια
  • 4:21 - 4:22
    απ' ό,τι αυτό.
  • 4:22 - 4:26
    Στον πραγματικό κόσμο η πιθανότητα ένα
    καυτό αντικείμενο να γίνει ακόμα πιο καυτό
  • 4:26 - 4:30
    είναι τόσο εξαιρετικά μικρή,
    που απλώς δε συμβαίνει ποτέ.
  • 4:30 - 4:32
    Ο πάγος λιώνει,
  • 4:32 - 4:33
    η κρέμα διαλύεται,
  • 4:33 - 4:35
    και το λάστιχο ξεφουσκώνει,
  • 4:35 - 4:36
    επειδή αυτές οι καταστάσεις
  • 4:36 - 4:39
    έχουν πιο απλωμένη ενέργεια
    απ' ό,τι οι αρχικές.
  • 4:40 - 4:42
    Δεν υπάρχει κάποια μυστηριώδης δύναμη
  • 4:42 - 4:44
    που να ωθεί το σύστημα
    προς υψηλότερη εντροπία.
  • 4:44 - 4:48
    Απλώς η υψηλότερη εντροπία
    είναι πάντα στατιστικά πιο πιθανή.
  • 4:49 - 4:52
    Γι' αυτό η εντροπία
    έχει ονομαστεί το βέλος του χρόνου.
  • 4:52 - 4:56
    Αν η ενέργεια έχει την δυνατότητα
    να εξαπλωθεί, θα το κάνει.
Title:
Τι είναι η εντροπία; - Τζεφ Φίλιπς
Description:

Παρακολουθήστε ολόκληρο το μάθημα: http://ed.ted.com/lessons/what-is-entropy-jeff-phillips

Υπάρχει μια έννοια που είναι κρίσιμης σημασίας για τη χημεία και τη φυσική. Μας βοηθάει να εξηγήσουμε γιατί οι φυσικές διαδικασίες ακολουθούν μία κατεύθυνση και όχι την αντίθετη: γιατί λιώνει ο πάγος, γιατί η κρέμα απλώνεται στον καφέ, γιατί ο αέρας φεύγει από ένα σκασμένο λάστιχο. Είναι η εντροπία, και είναι εξαιρετικά δύσκολο να την καταλάβουμε. Ο Τζεφ Φίλιπς μας δίνει ένα σύντομο μάθημα για την εντροπία.

Μάθημα του Τζεφ Φίλιπς, ψηφιακή απεικόνιση της Provincia Studio.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:20
Lucas Kaimaras approved Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Lucas Kaimaras edited Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Lucas Kaimaras edited Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Maria K. accepted Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Maria K. edited Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Maria K. edited Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Maria Boura edited Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Maria Boura edited Greek subtitles for Entropy - Jeff Phillips
Show all

Greek subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.