Entropi

Klasik tanım

Kapalı bir sistem, sıcaklığı T iken tersinir bir süreçte küçük bir dq ısısı alıyorsa, sistemin entropi değişimi bu ısının mutlak sıcaklığa bölümüne eşittir:

dS = dq_tersinir / T

Isı tek başına bir durum fonksiyonu değildir — bir sistemin "ne kadar ısısı olduğu" sorusu anlamsızdır. Ama 1/T çarpanıyla birlikte ele alındığında ortaya bir durum fonksiyonu çıkar. Entropinin gücü buradadır: bir sistemin entropisi, o duruma hangi yoldan gelindiğinden bağımsızdır.

Isı tersinmez biçimde aktarılırsa entropi değişimi bu değerden büyük olur.

İstatistiksel yorum

Entropinin ikinci okuması istatistikseldir: bir makro durum (sıcaklık, basınç, hacim gibi ölçülebilir büyüklüklerle tanımlanan durum) genellikle çok sayıda farklı mikroskobik düzenlemeyle gerçekleşebilir. Entropi, bu çokluğun ölçüsüdür.

Bu bakış, ikinci yasanın neden bir yasak değil de bir yönelim gibi davrandığını açıklar: moleküler topluluklar, kendiliğinden, daha az çoklukla gerçekleşen düzenlemelerden daha çok çoklukla gerçekleşenlere doğru evrilir — çünkü ikincileri çok daha olasıdır.

Bu istatistiksel çerçeveyi kuran isim Ludwig Boltzmann'dır (1844–1906); ününü istatistiksel mekaniği kurmasına borçludur ve ikinci yasayı mekanik ilkelerden türetme çalışmasını 1890'larda yürütmüştür.

Adının kökeni

Terimi 1865'te Rudolf Clausius türetti. Sözcüğü bilinçli olarak energie'ye benzer kurduğunu, iki niceliğin fiziksel anlamlarının birbirine öylesine yakın olduğunu ki neredeyse ikiz sayılabileceklerini yazar.

Yaygın yanlış anlama

Entropi çoğu zaman düpedüz "düzensizlik" diye çevrilir. Benzetme sezgi verir ama yanıltıcıdır: entropi bir düzen yargısı değil, erişilebilir mikro durumların sayısıyla ilgili nicel bir büyüklüktür. "Düzenli" görünen bir yapının entropisi, "dağınık" görünen bir başkasınınkinden yüksek olabilir.