Termodynamisk entropi
Termodynamisk entropi er et mål for, hvor organiseret eller uorganiseret energi der er til stede i et system af atomer eller molekyler. Den måles i joule energi pr. kelvin-enhed. Entropi er en vigtig del af termodynamikkens tredje lov.
Forestil dig, at en gruppe af molekyler har ti energienheder. Hvis energien i disse molekyler er perfekt organiseret, kan molekylerne udføre ti enheder arbejde. Hvis energien imidlertid blev mindre organiseret (entropien steg), kan molekylerne måske kun udføre seks enheder arbejde, selv om de stadig har ti energienheder i sig.
Når den totale entropi er nået, er der ikke mere energi at bruge. Et godt eksempel på dette er en kop varm te. Teen har meget energi i forhold til det rum, som teen befinder sig i. Med tiden vil varmen i teen sprede sig til rummet. Teen vil blive koldere. Det skyldes, at energien (varmen) i teen flytter sig til det omkringliggende område. Når teen er blevet kold, er der ikke mere varme, der kan spredes. Teen har nået total entropi.
Der findes to typer af disse "rum": Der findes to typer af "rum": et åbent system og et lukket system. Et åbent system betyder, at energi (f.eks. varme) frit kan strømme ind og ud af rummet. Et lukket system betyder, at rummet er lukket af udefra; der kan ikke strømme energi ind eller ud.
I teens tilfælde var rummet et lukket system; ingen energi kunne komme ind i det. Men vi kan også gøre det til et åbent system ved at placere et varmelegeme i rummet. Hvis vi tænder for varmelegemet, kan vi bruge varmen fra varmelegemet til at opvarme koppen med te. Der er kommet ny energi ind i rummet. Entropien er således faldet. Den varme, der gik fra varmelegemet til teen, kan derefter bevæge sig ind i rummet igen, indtil den totale entropi er nået. Det er det, som den anden termodynamiske lov handler om.
Et virkeligt eksempel på et åbent system er Jorden. Den får en masse energi fra solen hver dag. Det gør det muligt for planter at vokse og for vand at forblive flydende. Hvis vi fjernede solen, ville planterne dø, og vandet ville fryse, fordi overfladen af vores planet ville blive for kold.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er termodynamisk entropi?
A: Termodynamisk entropi er et mål for, hvor organiseret eller uorganiseret energi der er til stede i et system af atomer eller molekyler. Den måles i joule energi pr. kelvin-enhed.
Sp: Hvad siger den tredje termodynamiske lov?
A: Termodynamikkens tredje lov siger, at når den totale entropi er nået, er der ikke mere energi at bruge.
Spørgsmål: Hvad er de to typer "rum", der nævnes i teksten?
A: De to typer "rum", der nævnes i teksten, er et åbent system og et lukket system. Et åbent system betyder, at energi (som f.eks. varme) frit kan strømme ind og ud, mens et lukket system betyder, at det er lukket udefra; der kan ikke komme energi ind eller ud.
Spørgsmål: Hvordan påvirker ny energi den samlede entropi?
Svar: Ny energi mindsker den samlede entropi, fordi den giver mulighed for mere organisering i systemet. Hvis vi f.eks. placerer et varmelegeme i et rum med kold te, kan vi bruge varmen fra varmelegemet til at genopvarme koppen med te. Dette bringer ny energi ind i rummet, hvilket mindsker dets samlede entropi.
Spørgsmål: Kan du give et eksempel på et åbent system?
A: Et virkeligt eksempel på et åbent system er Jorden, da den får en masse energi fra solen hver dag, hvilket gør det muligt for planter at vokse og for vand at forblive flydende.
Spørgsmål: Hvordan påvirker den samlede entropi, der er nået, en kop varm te?
Svar: Når den totale entropi er nået for en kop varm te, er der ikke mere varme, der kan spredes, så den bliver kold, da al varmen flytter sig til omgivelserne.
