מה היא אנטרופיה? - ג'ף פיליפס
-
0:07 - 0:10יש מושג שחיוני לכימיה ופיזיקה.
-
0:10 - 0:15הוא עוזר להסביר למה תהליכים פיזיים
הולכים לכיוון אחד ולא לאחר: -
0:15 - 0:17למה קרח נמס,
-
0:17 - 0:19למה חלב מתפשט בקפה,
-
0:19 - 0:23למה אויר דולף מצמיג עם תקר.
-
0:23 - 0:27זו אנטרופיה, וקשה להבינה.
-
0:27 - 0:32אנטרופיה מתוארת לעיתים קרובות
כמידה של חוסר סדר. -
0:32 - 0:36זו תמונה נוחה, אבל היא מטעה.
-
0:36 - 0:39לדוגמה, מה יותר חסר סדר -
-
0:39 - 0:43כוס של קרח כתוש או
כוס עם מים בטמפרטורת החדר? -
0:43 - 0:45רוב האנשים יגידו שהקרח,
-
0:45 - 0:49אבל יש לו למעשה אנטרופיה נמוכה יותר.
-
0:49 - 0:53אז דרך אחרת לחשוב עליה
זה דרך הסתברות. -
0:53 - 0:57זה אולי מסובך יותר להבנה,
אבל קחו את הזמן להפנים את זה -
0:57 - 1:01ותהיה לכם הבנה הרבה יותר טובה של אנטרופיה.
-
1:01 - 1:04חשבו על שני מוצקים קטנים
-
1:04 - 1:08שמורכבים משישה קשרים אטומים כל אחד.
-
1:08 - 1:13במודל הזה, האנרגיה בכל מוצק נאגרת בקשרים.
-
1:13 - 1:15אפשר לחשוב עליהם כמיכלים פשוטים,
-
1:15 - 1:20שיכולים להכיל יחידות בלתי ניתנות לחלוקה
של אנרגיה שידועות כקוואנטה. -
1:20 - 1:25ככל שיש למוצק יותר אנרגיה, כך הוא חם יותר.
-
1:25 - 1:29מסתבר שיש אין ספור דרכים לחלק את האנרגיה
-
1:29 - 1:31בשני המוצקים
-
1:31 - 1:35ושעדיין תהיה להם אותה כמות אנרגיה.
-
1:35 - 1:39כל אחת מהאופציות האלה נקראת מיקרו מצב.
-
1:39 - 1:43עבור שש קוואנטות של אנרגיה
במוצק א' ושתיים במוצק ב', -
1:43 - 1:48יש 9702 מיקרו מצבים.
-
1:48 - 1:53כמובן, יש דרכים אחרות בהן ניתן לארגן
את שמונה קוואנטות האנרגיה שלנו. -
1:53 - 1:58לדוגמה, כל האנרגיה יכולה להיות
במוצק א' ואף אחת ב-ב', -
1:58 - 2:01או חצי ב א' וחצי ב-ב'.
-
2:01 - 2:04אם אנחנו מניחים שכל מיקרו מצב
סביר באותה מידה, -
2:04 - 2:07אנחנו יכולים לראות שלכמה מסידורי האנרגיה
-
2:07 - 2:11יש הסתברות גבוהה יותר מאשר אחרות.
-
2:11 - 2:14זה בגלל שיש להן יותר מיקרו מצבים.
-
2:14 - 2:20אנטרופיה היא מידה ישירה של הסתברות
של כל סידור אנרגיה. -
2:20 - 2:23מה שאנחנו רואים זה שלסידור האנרגיה
-
2:23 - 2:27בו האנרגיה מפוזרת הכי הרבה בין המוצקים
-
2:27 - 2:29יש את האנטרופיה הכי גבוהה.
-
2:29 - 2:30אז במובן הכללי,
-
2:30 - 2:35אנטרופיה יכולה להיחשב
כמידה של התפשטות האנרגיה. -
2:35 - 2:38אנטרופיה נמוכה משמעה שהאנרגיה מרוכזת.
-
2:38 - 2:42אנטרופיה גבוהה משמעה שהיא מפוזרת.
-
2:42 - 2:46כדי לראות איך אנטרופיה שימושית
בהסבר תהליכים ספונטניים, -
2:46 - 2:48כמו עצמים חמים שמתקררים,
-
2:48 - 2:52אנחנו צריכים להביט במערכת דינמית
בה האנרגיה נעה. -
2:52 - 2:55במציאות, אנרגיה לא נשארת במקום.
-
2:55 - 2:58היא כל הזמן נעה בין קשרים שכנים.
-
2:58 - 3:00כשהאנרגיה נעה,
-
3:00 - 3:03סידורי האנרגיה יכולים להשתנות.
-
3:03 - 3:05בגלל ההתפלגות של מיקרו המצבים,
-
3:05 - 3:10יש סיכוי של 21% שהמערכת
תהיה מאוחר יותר במצב -
3:10 - 3:14בו האנרגיה מפוזרת באופן מקסימלי.
-
3:14 - 3:17יש 13% סיכוי שהיא תחזור למצב ההתחלתי,
-
3:17 - 3:23וסיכוי של 8% שא' למעשה יצבור אנרגיה.
-
3:23 - 3:27שוב, אנחנו רואים שבגלל שיש
יותר דרכים לקבל אנרגיה מפוזרת -
3:27 - 3:30ואנטרופיה גבוהה מאשר אנרגיה מרוכזת,
-
3:30 - 3:33האנרגיה נוטה להתפשט.
-
3:33 - 3:36לכן אם תשימו עצם חם קרוב לעצם קר,
-
3:36 - 3:40הקר יתחמם והחם יתקרר.
-
3:40 - 3:42אבל אפילו בדוגמה הזו,
-
3:42 - 3:47יש סיכוי של 8% שהעצם החם יתחמם.
-
3:47 - 3:51למה זה אף פעם לא קורה בחיים האמתיים?
-
3:51 - 3:54הכל קשור לגודל המערכת.
-
3:54 - 3:58למוצקים ההיפוטטיים שלנו
היו שישה קשרים כל אחד. -
3:58 - 4:04בואו נגדיל את המוצקים ל-6,000 קשרים
ו-8,000 יחידות אנרגיה, -
4:04 - 4:08ושוב נתחיל את המערכת
עם שלושה רבעים מהאנרגיה ב-א' -
4:08 - 4:10ורבע ב-ב'.
-
4:10 - 4:14עכשיו אנחנו מגלים שהסיכוי
שא' ירכוש עוד אנרגיה באופן ספונטני -
4:14 - 4:17הוא מספר זעיר זה.
-
4:17 - 4:22לעצמים מוכרים ויום יומיים
יש הרבה יותר חלקיקים מזה. -
4:22 - 4:26הסיכוי של עצם חם בעולם האמיתי
להעשות חם יותר -
4:26 - 4:28קטן בצורה אבסורדית,
-
4:28 - 4:30שזה פשוט אף פעם לא קורה.
-
4:30 - 4:32קרח נמס,
-
4:32 - 4:33חלב מתערבב,
-
4:33 - 4:35וצמיגים מאבדים אויר
-
4:35 - 4:40כי למצבים האלה
יש יותר אנרגיה מפוזרת מהמקוריים. -
4:40 - 4:44אין כוח מסתורי שדוחף את המערך
לכיוון אנטרופיה גבוהה יותר. -
4:44 - 4:49זה פשוט שאנטרופיה גבוהה יותר
תמיד סבירה יותר סטטיסטית. -
4:49 - 4:52לכן אנטרופיה נקראת חץ הזמן.
-
4:52 - 4:57אם לאנרגיה יש את ההזדמנות להתפשט,
היא תעשה זאת.
- Title:
- מה היא אנטרופיה? - ג'ף פיליפס
- Description:
-
more » « less
צפו בשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/what-is-entropy-jeff-phillips
יש מושג חיוני בכימיה ופיזיקה. הוא עוזר להסביר למה תהליכים פיזיים הולכים לכיוון אחד ולא לאחר: למה קרח נמס, למה חלב מתפשט בקפה, למה אויר דולף מצמיג עם תקר. זו אנטרופיה, והיא ידועה לשמצה בקושי להבין אותה. ג'ף פיליפס נותן קורס מזורז באנטרופיה.
שיעור מאת ג'ף פיליפס, אנימציה של סטודיו פרובינציה.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:20
|
Ido Dekkers approved Hebrew subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
Sigal Tifferet accepted Hebrew subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Sigal Tifferet edited Hebrew subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for Entropy - Jeff Phillips | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for Entropy - Jeff Phillips |