Έννοια της εντροπίας (τι είναι, έννοια και ορισμός)

Τι είναι η Εντροπία:

Όπως είναι γνωστή η εντροπία, η φυσική τάση να χάνεται η τάξη σε ένα σύστημα. Η λέξη, ως τέτοια, προέρχεται από την ελληνική τροπντροπία (εντροπία), που κυριολεκτικά σημαίνει «πίσω», αν και σήμερα χρησιμοποιείται με διάφορες εικονιστικές έννοιες.

Ο όρος εντροπία επινοήθηκε αρχικά από τον Γερμανό φυσικό Rudolf Clausius όταν παρατήρησε ότι, σε οποιαδήποτε μη αναστρέψιμη διαδικασία, μια μικρή ποσότητα θερμικής ενέργειας πάντοτε βγαίνει έξω από τα όρια του συστήματος. Από τότε, ο όρος χρησιμοποιείται στους πιο ποικίλους κλάδους της γνώσης, όπως η φυσική, η χημεία, τα μαθηματικά, η αστροφυσική, η γλωσσολογία, η πληροφορική ή η οικολογία, για να αναφερθεί στο μέτρο της διαταραχής που χτίστε ένα σύστημα.

Έτσι, για παράδειγμα, στη Φυσική, η εντροπία αναφέρεται στον βαθμό μη αναστρεψιμότητας που, σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα, επιτυγχάνεται μετά από μια διαδικασία που περιλαμβάνει τον μετασχηματισμό ενέργειας. Στην Χημεία, από την άλλη πλευρά, αναφέρεται στην εντροπία που παρατηρείται στον σχηματισμό μιας χημικής ένωσης. Σε Αστροφυσική, αναφέρεται στην παρατηρούμενη εντροπία της μαύρες τρύπες. Στις θεωρίες πληροφοριών, η εντροπία είναι ο βαθμός αβεβαιότητας σε σχέση με ένα σύνολο δεδομένων. Ενώ, στο Computing, αναφέρεται στην τυχαιότητα που συλλέγεται από ένα λειτουργικό σύστημα ή μια εφαρμογή για τη χρήση του στην κρυπτογραφία.

Εντροπία στη θερμοδυναμική

Στον τομέα της θερμοδυναμικής, η εντροπία είναι γνωστή ως η φυσική ποσότητα που μετρά το μέρος της ενέργειας που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση εργασιών και, κατά συνέπεια, χάνεται. Έτσι, σε ένα απομονωμένο σύστημα, μια μικρή ποσότητα ενέργειας θα διαχέεται πάντα έξω από το σύστημα. Αυτή η τιμή, ως τέτοια, τείνει πάντα να αυξάνεται κατά τη διάρκεια μιας φυσικής διαδικασίας. Υπό αυτήν την έννοια, η εντροπία περιγράφει το μη αναστρέψιμο των θερμοδυναμικών συστημάτων. Για παράδειγμα, όταν βάζετε έναν παγάκι σε ένα ποτήρι νερό σε θερμοκρασία δωματίου, μετά από λίγα λεπτά, ο κύβος θα πάει σε υγρή κατάσταση, καθώς η θερμοκρασία του θα αυξηθεί, ενώ το νερό θα κρυώσει, έως ότου και οι δύο φτάσουν στη θερμική ισορροπία. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύμπαν τείνει να κατανέμει ομοιόμορφα την ενέργεια, δηλαδή να μεγιστοποιεί την εντροπία.

Αρνητική εντροπία

Ως αρνητική εντροπία ή neguentropy, ονομάζεται εντροπία που εξάγει ένα σύστημα για να διατηρήσει την εντροπία χαμηλή. Έτσι, για να αντισταθμιστεί η διαδικασία υποβάθμισης στην οποία, με την πάροδο του χρόνου, κάθε σύστημα υπόκειται, ορισμένα ανοιχτά συστήματα καταφέρνουν να διατηρήσουν τη φυσική εντροπία τους χάρη στις συνεισφορές των άλλων υποσυστημάτων με τα οποία σχετίζονται. Έτσι, στο ανοιχτό σύστημα, η αρνητική εντροπία υποθέτει μια αντίσταση που διατηρείται στα συναφή υποσυστήματα που της επιτρέπουν να εξισορροπήσει το εντροπικό σύστημα, σε αντίθεση με το κλειστό σύστημα, στο οποίο η εντροπική διαδικασία δεν μπορεί να σταματήσει από μόνη της.