If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:7:27

Видео транскрипция

В това видео ще се запознаем с понятието ентропия. В началото идеята за ентропия може да изглежда малко загадъчна. Но след няколко клипа се надявам да започнеш да разбираш на интуитивно ниво що е то ентропия. Голяма част от определенията за ентропия се въртят около думата "безпорядък". Можем да приемем, че ентропия е безпорядъкът на една система. Само с това определение наум искам да сложиш видеото на пауза и да опиташ да сравниш тези две системи. Искам да сравниш тази стая с тази и да се запиташ коя от двете има по-голяма ентропия. След което искам да сравниш Луната и Слънцето тук. Очевидно не са в реален мащаб, тъй като Слънцето би било много по-масивно и голямо, ако картинките бяха в правилния мащаб. Но коя от тези две системи е с по-голяма ентропия? Добре, предполагам, че вече опита. Като гледаме двете стаи, на пръв поглед ни се струва, че тази стая тук е подредена. Това е една чиста стая. А тази тук изглежда в безпорядък, разхвърляна. При така даденото определение за ентропия, вероятно ти е хрумнало, че щом в тази стая има повече безпорядък, сигурно е с по-голяма ентропия. И не само ти мислиш така. Всъщност в много учебници използват примера с подредена и разхвърляна стая. И разхвърляната стая се приема за стаята с по-голяма ентропия. Но всъщност не е точно така. Този "безпорядък" тук е различен от този "безпорядък". Ще наблегна на това, з а да ти стане съвсем ясно. Разхвърляното не е равно на ентропия. За да разберем какво означава "безпорядък" в смисъла на ентропия, ще трябва да се потрудим малко повече как да си го представим. Но се надявам, че ще стане ясно. При ентропията безпорядъкът се определя от броя състояния, които една система може да приеме. Какво имам предвид под състояния на система? Да речем, че имам кутия. В нея четири молекули се движат във всички посоки. Едната молекула е розова, другата синя, тази тук е жълта, а тази е зелена. Това тук е конкретно състояние, конкретна конфигурация. Но в тази система молекулите се движат и могат да заемат други конфигурации. Да заемат други състояния. Жълтата молекула може да е стигнала тук, синята ето тук, розовата може вече да е тук, а зелената молекула сега е тук. Една система може да заеме много различни състояния. Аз току-що нарисувах две от състоянията на тази система. Но тази система може да има много повече състояния. И тези двете конфигурации са конкретни състояния на тази система. И така, имаме една система с кутия с четири молекули в нея. Нека я сравним с друга система, където имаме по-голяма кутия с повече молекули в кутията. Да кажем, две жълти молекули, една синя молекула, една зелена молекула, ето и една розова... Това е доста забавно. Ще нарисувам и светлолилава молекула ето тук В тази по-голяма система има повече места за молекулите и освен това има и повече молекули. Така че конфигурациите, или състоянията, ще са повече. Аз нарисувах едно състояние, но те могат да са много повече. Ако си представим как молекулите се движат непрестанно в различни посоки, ще ни стане ясно, че има много различни състояния, които могат да заемат. И без дори да знаем какво правят молекулите в този конкретен момент, можем да твърдим, че в тази система има повече възможни състояния, отколкото в тази система, в нея има по-малко възможни състояния. И тъй като тази система тук има повече възможни състояния повече конфигурации, ще трябва да ти дам повече информация, за да разбереш кое къде се намира. И за тази система можем да кажем, че има по-голяма ентропия. Когато говорим за безпорядък, всъщност имаме предвид броя възможни състояния на дадено нещо. И има логика, лесно е да си представим че тук има много повече неща, които да се движат, в много повече различни посоки и с много повече пространство за придвижване. Така че е логично тази система като цяло да има по-голяма ентропия. Когато говорим за ентропия, нямаме предвид някое конкретно състояние, някоя конкретна конфигурация. Говорим за системата като цяло, без да знаем къде се намират в момента молекулите. В примера със стаите говорим за конкретни състояния. "Разхвърляна" и "чиста" са две конкретни състояния. Но не споменаваме количеството конфигурации, които една стая би могла да има. Всъщност, ако тази стая е по-голяма, би могла да има повече конфигурации. А на молекулно ниво, ако тази стая е топла, а тази студена... или ако тази е просто по-голяма, това означава, че има повече молекули в нея. И тези молекули могат да бъдат подредени в много повече конфигурации. Така че е възможно тази стая да има по-висока ентропия. И така, да вземем предвид тази обосновка, и нека се върнем към сравнението на Луната и Слънцето. Кое от двете има по-висока ентропия? Нека помислим. Слънцето е по-голямо, тоест много повече молекули И тези молекули се движат много по-бързо, по-горещи са и се разминават. Докато Луната е малка, студена, с по-малко молекули. В по-голямата си част е твърда, няма висока температура, което означава, че молекулите ѝ не се движат много. Има много по-малко състояния, много по-малко конфигурации от Слънцето. Ако гледаме на Слънцето като на система, то ентропията му е много по-голяма от тази на Луната. Ентропията му е много по-голяма от лунната. Замисли се, колко информация би ни била нужна? Ще ни е необходима много информация, за да разберем къде се намират всяка молекула или всеки атом на Луната. Но при Слънцето ще ни трябва дори повече информация, за да разберем къде се намира всяка молекула във всеки даден момент. Слънцето е огромно, пълно с неща, които се движат. И всички тези молекули са много активни. Надявам се, че вече започва да ти става ясно какво е ентропия. Но може би ще си помислиш "Всичко това е много интересно, но защо е важно?" Важно е, защото до известна степен можем да опишем Вселената с помощта на ентропията. Както знаем от втория закон на термодинамиката, ентропията във Вселената постоянно нараства. Постоянно вървим към Вселена с повече възможни състояния и последствията от това са много интересни.
Съдържанието по Биология достига до теб с подкрепата на Фондация Амген