Определение энтропии. Как она проявляется в сферах деятельности человека?

Если говорить о широком смысле данного слова, то Энтропия означает меру хаоса в какой-то системе. Если перевести это слово с греческого языка, то оно означает превращение или преобразование.

 

В физике, биологии, информатике и химии данный термин определяет неупорядоченность системы и её неопределенность. Термин выражает именно степень этой хаотичности. Что же касается такой науки, как философия, то в этом контексте термин определяется как потеря внутренней гибкости системы или предрасположение к этому. Так, система может перейти на низшие степени своего развития, и может подвергнуться распаду.

 

История термина

 

На протяжении всей истории человечества, люди пытались как можно больше работы механизировать. Для выполнения этой работы создавались различные машины и приспособления. Еще в XVI веке были первые упоминания о разработке вечного двигателя. И с тех пор было много попыток его создать. После многих таких попыток, которые были неудачны, ученые начали понимать некоторые природные особенности, которые в последующем и привели к созданию термодинамики.

 

 

Чтобы термодинамическая система могла выполнять работу, на неё возложенную, ей необходимо пользоваться ресурсами. Это могут быть как внутренние, так и внешние ресурсы, которые будут поставлять системе необходимую энергию.

 

Данное явление – это закон сохранения электроэнергии, существующий в термодинамике. Именно этот закон и запрещает разработку вечного двигателя, как и его существование. Это обусловлено тем, что вечный двигатель должен работать без энергетических затрат, а человечеству пока не известны такие тела либо же системы.

 

Позже был открыт вечный двигатель, так называемый второстепенный механизм.  Он не перечил термодинамическому закону, но основывался на том, что тепло от одного тела передается другим телам. Как пример, брали океан, при охлаждении которого можно получить очень большой запас тепла.

 

 

Ученый Клаузиус в 1865 году разработал второе начало термодинамики. Суть его заключается в том, что процесс, который повторяется, не может существовать в том случае, если тело передает тепло другому телу и только. Немного позднее ним было введено понятие энтропии. Энтропией считалась функция, которая изменялась по мере количества переданного тепла к температуре. После этого был открыт еще один закон, который гласил, что энтропия не уменьшается в замкнутой системе.

 

Просто о сложном

 

Энтропия – это понятие, которое используется не в одной области человеческой деятельности, поэтому определения её может быть несколько размытым. Данный термин отображает величину, и суть её можно разобрать на простых примерах. Энтропия – это степень беспорядка, степень неопределенности и неупорядоченности.

 

Энтропию высокой степени можно представить наглядно как улицу с разбросанными клочьями бумаги. Если бумаги сложены аккуратно в стопку, то система упорядочена, и энтропия при этом имеет низкую степень. Показатели энтропии необходимо понижать, и для этого следует затратить немало времени, склеить бумаги по кусочкам и собрать их в стопку.

 

 

Если имеет место энтропия закрытой системы, то здесь также все просто. Закрытую систему можно представить себе как закрытый шкаф, если вещи в нем разбросаны, то воздействовать на них извне не получиться, и хаос в шкафу будет присутствовать длительное время. Со временем вещи разложатся, и это приведет к порядку, но вещам необходимо долго разлагаться, к примеру, для шерстяного носка понадобиться 5 лет, а для кожаной обуви – около 40 лет. В приведенном примере шкаф выступает в качестве изолированной системы, а разложение вещей в нем – это наведение порядка в структурах.

 

Минимальной является энтропия, которая касается макроскопических объектов, их можно наблюдать невооруженным глазом. Что же касается более высоких показателей, то зачастую их имеет вакуум.

 

Термодинамическая энтропия

 

Начнем с фундаментальной асимметрии, которая касается движений, происходящих благодаря движению энергии тепла. Каждый раз тепло передвигается от горячего к холодному, и направление это не изменяется. Если соединяют, к примеру, вместе два бруска дерева, имеющих различную температуру, то между ними происходит течение энергии. Энергия от горячего бруса перейдет на брусок, который имеет температуру с низким показателем.

 

 

Так прослеживается асимметрия распределения тепла, почему так происходит? Для того чтобы объяснить данный факт научные работники разработали концепцию, которая называется энтропией. Показатели её должны иметь положительные результаты, если обмен тепла происходит в природных процессах, в ином случае его просто не может быть.

 

Если не брать во внимание теоретическое начало энтропии, её использование далее было успешным. Её применили для того, чтобы проанализировать работу двигателей. Тепло используется для того, чтобы генерировать работу. Энтропия регулирует работу такого двигателя.

 

 

Рассмотрим строение теплового двигателя. Он состоит их горячего резервуара, холодного резервуара, а также из рабочего тела. Рабочим телом, как правило, является газ или пар. Тепло перемещается из одного резервуара в другой, вследствие этого двигатель и работает, благодаря своей особой конструкции.

 

Энтропия в экономике

 

Прежде, чем начать рассматривать энтропию экономического характера, важно очертить границы применения данной концепции. Такие меры помогут понять идею. В процессах, которые предусматривают поток валюты, передвижение денег средств происходит только в одну сторону, к производителям от потребителей.

 

Поставщики и производители товаров всегда реализуют их по завышенным ценам, больше, чем реальная стоимость услуги. Этот процесс выражает асимметрический поток денежной массы, при котором можно проследить экономическую энтропию. Как же при этом необходимо использовать капитал, чтобы из него можно было извлечь максимальную прибыль.

 

 

Приведем такой пример, существует два тела, одно из них имеет повышенную температуру, а второе – низкую. Также есть тело, которое периодически переходит от одного тела к другому. Это тело изменяет энтропию системы в экономике, которая является замкнутой. Чтобы этот процесс имел место, показатели энтропии должны быть при этом положительными.

 

Но что же произойдет, когда двигатель будет помещен так, что экономическое тепло производило бы определенную работу? Предположим, что двигатель в экономике – это фирма. Тепло от работы двигателя – это доходы этой компании. В свою очередь, поставленное тепло холодному телу – это затраты на услуги, закупаемую продукцию и на само производство.

 

 

Предположим, что горячее тело – это потребительский спрос, а холодное тело - это производители. Что касается температуры экономики, то в данном случае она обозначает рыночную цену единицы услуги или товара. В свою очередь, температура экономического характера рынка производителей - это стоимость изготовления единицы товара.

 

С помощью экономической энтропии можно измерить неэффективность рынка. Её еще используют для того, чтобы определять то, насколько компания неэффективна или потерю капитала вместе с материальными и человеческими ресурсами. Двигатель в экономике, который идеально работает или компания, имеющая равновесие в стоимости, получает прибыль и провоцирует энтропию.

 

Таким образом, можно увидеть, что понятие энтропии действительно достаточно широкое. Оно может отображать как процессы в термодинамике, так и процессы в экономической деятельности. Это понятие выражает степень хаоса в системе.

 

Отзывы

 

Никита Моргунов, 35 лет, Ижевск.

Энтропию используют для того, чтобы измерить степень хаоса, если энтропия в экономике увеличивается, то это вызывает и увеличение экономического беспорядка. Это можно объяснить так, что прибыль бизнеса потребляется рынком производителей, она не превращается в работу, и приводит к образованию возможного беспорядка в экономике. Если бизнес неэффективен, то энтропия будет иметь показатели пропорционально разнице низкой цены на рынке и стоимости затрат на производство.

 

Михаил Сенник, 40 лет, Иркутск.

Что касается химии, то энтропия здесь выражает степень взаимосвязи атомов в составе веществ. Если существует реакция 2 или более в-в, то энтропия рассчитывается исходных и получаемых в-в. Далее определяется их разница, то есть эндо реакция или экзо реакция, это зависит от режима поведения. Проще говоря, энтропия в химии – это мера хаоса, чем этот показатель больше, тем процесс хаотичнее. Если процесс будет упорядочен, то и показатели энтропии снизятся.

 

Валерия Линник, 36 лет, Нижнекамск.

Наиболее понятно такое понятие как энтропия, в термодинамике. Здесь оно отображает процесс обмена теплом между двумя телами. Так, более горячее тело отдает свою теплоту телу, которое холоднее. Этот процесс хаотичен по отношению к распределению энергии, поэтому и характеризует энтропию. Без неё в данном случае обмен тепла вообще невозможен.

 

Видео