لماذا لا يتعين عليك تنظيف الغرفة

بعض الأشياء لها يقين عالمي، مثل الموت، والضرائب، والقانون الثاني للديناميكا الحرارية.هذه المقالة بشكل أساسي من وجهة نظر فيزيائية لإخبارك لماذا لا تحتاج الغرفة إلى التنظيف.

في عام 1824، اقترح الفيزيائي الفرنسي نيكولا ليونارد سادي كارنو لأول مرة القانون الثاني للديناميكا الحرارية عندما فكر في كيفية عمل المحركات البخارية.وحتى يومنا هذا، لا يزال القانون الثاني للديناميكا الحرارية قائمًا ويصبح حقيقة ثابتة.بغض النظر عن مدى صعوبة محاولتك، لا يمكنك التخلص من السيطرة على استنتاجها الذي لا يتزعزع وهو أن الإنتروبيا لا تنخفض أبدًا في الأنظمة المعزولة.

كم عدد ترتيب جزيئات الهواء

إذا تم إعطاؤك صندوقًا من الهواء لقياس بعض خصائصه، فقد يكون رد فعلك الأول هو إخراج مسطرة ومقياس حرارة وتسجيل بعض الأرقام المهمة التي تبدو علمية، مثل الحجم أو درجة الحرارة أو الضغط.بعد كل شيء، توفر الأرقام مثل درجة الحرارة والضغط والحجم جميع المعلومات التي تهمك حقًا، وتخبرك بكل شيء عن الهواء الموجود في الصندوق.لذا فإن كيفية ترتيب جزيئات الهواء ليست مهمة.يتم ترتيب جزيئات الهواء الموجودة في الصندوق بعدة طرق مختلفة، وكلها يمكن أن تؤدي إلى نفس الضغط ودرجة الحرارة والحجم بالضبط.هذا هو دور الانتروبيا.تلك التي لا يمكن رؤيتها لا يزال من الممكن أن تؤدي إلى نفس القياسات التي يمكن ملاحظتها تمامًا في ظل التباديل المختلفة، ويصف مفهوم الإنتروبيا بالضبط عدد التباديل المختلفة.

كيف تتغير الانتروبيا مع مرور الوقت

لماذا لا تنخفض قيمة الإنتروبيا أبدًا؟تقوم بتنظيف الأرضية باستخدام ممسحة أو حصيرة، وتنظيف النوافذ باستخدام منفضة الغبار ومنظف النوافذ، وتنظيف أدوات المائدة باستخدام فرشاة الأطباق، وتنظيف المرحاض باستخدام فرشاة المرحاض، وتنظيف الملابس باستخدام بكرة الوبر وملابس التنظيف المصنوعة من الألياف الدقيقة.بعد كل هذا، تعتقد أن غرفتك أصبحت مرتبة جدًا.ولكن إلى متى يمكن أن تبقى غرفتك على هذا النحو؟وبعد فترة ستدرك أن كل جهودك ذهبت سدى.

ولكن لماذا لا تبقى غرفتك مرتبة خلال السنوات القليلة القادمة؟وذلك لأنه طالما تغير شيء واحد في الغرفة، فإن الغرفة بأكملها لم تعد مرتبة.ستجد أن الغرفة من المرجح أن تكون فوضوية أكثر من أن تكون مرتبة، فقط لأن هناك طرقًا كثيرة جدًا لجعل الغرفة فوضوية.

الإنتروبيا شديدة الطلب

وبالمثل، لا يمكنك منع جزيئات الهواء الموجودة في الغرفة من أن تقرر فجأة التحرك بشكل جماعي في نفس الاتجاه، فتتزاحم في الزاوية وتخنقك في الفراغ.لكن حركة جزيئات الهواء يتم التحكم فيها من خلال عدد لا يحصى من التصادمات والحركات العشوائية، وهي حركة جزيئية لا تنتهي أبدًا.بالنسبة للغرفة، هناك طرق قليلة لجعلها نظيفة، وهناك طرق لا حصر لها لجعلها فوضوية.يمكن أن تؤدي الترتيبات "الفوضوية" المختلفة (مثل وضع الجوارب القذرة على السرير أو على خزانة الملابس) إلى نفس قياسات درجة الحرارة أو الضغط.تشير الإنتروبيا إلى عدد الطرق المختلفة التي يمكن استخدامها لإعادة ترتيب الغرفة الفوضوية عندما يمكن الحصول على نفس القياسات.