Με λίγα λόγια και εντελώς εκλαϊκευμένα η εντροπία είναι το μέγεθος που εκφράζει την αταξία ενός συστήματος. Αν φανταστούμε δηλαδή το νερό στις τρεις του καταστάσεις την αέρια, την υγρή και τη στερεά η εντροπία ενός τέτοιου συστήματος σωματιδίων-μορίων είναι μεγαλύτερη στην αέρια κατάσταση και μικρότερη στη στερεά. Άρα όσο μικρότερη είναι η εντροπία ενός συστήματος τόσο μεγαλύτερη τάξη επικρατεί στην κίνηση των μορίων που το αποτελούν.
Ο τρίτος θερμοδυναμικός νόμος συγκεκριμένα αναφέρει ότι κοντά στο απόλυτο μηδέν δηλαδή στους -273 βαθμούς Κελσίου η εντροπία τείνει να μηδενιστεί και άρα δεν έχει νόημα η ύπαρξη. Σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν οι ιδιότητες των σωμάτων διαφοροποιούνται σε σχέση με αυτά που γνωρίζουμε και παρατηρούνται φαινόμενα υπερρευστότητας και υπεραγωγιμότητας.
Αυτό που βρίσκω προσωπικά πιο γοητευτικό στην θερμοδυναμική είναι ο 2ος θερμοδυναμικός νόμος, ο οποίος διατυπώνεται με πολλές εκφράσεις. Η μία έκφραση του είναι ότι η εντροπία ενός συστήματος τείνει πάντα να αυξάνεται. Δηλαδή ένα σύστημα αν το αφήσεις για αρκετό χρόνο «ήσυχο» τείνει πάντα σε κατάσταση μέγιστης εντροπίας δηλαδή σε κατάσταση μέγιστης αταξίας.
Μια διαφορετική διατύπωση του 2ου αυτού νόμου είναι και το περίφημο: «δεν μπορεί να κατασκευαστεί το αεικίνητο». Δηλαδή δεν μπορεί να υπάρξει η κατάσταση, όπου από κάποιο σύστημα ψυχρό να επιτυγχάνεται μεταφορά θερμότητας προς ένα θερμότερο χωρίς να καταναλώσεις ενέργεια.
Και εδώ έρχεται το σημείο που προσωπικά θεωρώ ενδιαφέρον. Και έχει να κάνει με τις μηχανές ψύξης και θέρμανσης. Ένα ψυγείο είναι μια μηχανή στην οποία γίνεται μεταφορά της θερμότητας από τον εσωτερικό θάλαμο στο περιβάλλον. Δηλαδή η διατήρηση της χαμηλής θερμοκρασίας του θαλάμου σε σχέση με αυτή του περιβάλλοντος γίνεται μέσω της μεταφοράς της θερμότητας από το εσωτερικό στο περιβάλλον. Αυτό επιτυγχάνεται με έναν κινητήρα. Αυτός ο κινητήρας για να το κατορθώσει αυτό καταναλώνει ενέργεια, η οποία εκλύεται με τη μορφή θερμότητας στο περιβάλλον. Συνεπώς στο περιβάλλον εκλύονται δύο θερμότητες, αυτή του θαλάμου και αυτή της μηχανής που δουλεύει για να μεταφέρει τη θερμότητα του θαλάμου στο περιβάλλον. Άρα το ψυγείο την ώρα που «ψύχει» τον θάλαμο της συντήρησης των τροφίμων συγχρόνως θερμαίνει το περιβάλλον και μάλιστα πολύ περισσότερο από ότι ψύχει. Λειτουργεί δηλαδή και ως θερμαντική μηχανή.
Την επόμενη φορά που θα βρεθείτε το καλοκαίρι ιδρωμένοι και αναζητάτε μια αίσθηση δροσιάς ανοίγοντας το ψυγείο, σκεφτείτε το καλύτερα. Κάνετε το ακριβώς αντίθετο. Θερμαίνετε υπερβολικά το δωμάτιο. Αντιθέτως το χειμώνα αν θελήσετε να ζεσταθείτε ανοίξτε το ψυγείο.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου