एंट्रॉपी क्या है और इसकी गणना कैसे की जाती है?

एंट्रॉपी एक थर्मोडायनामिक पैरामीटर है जो सिस्टम के संगठन की डिग्री को मापता है। ऊष्मप्रवैगिकी मैक्रोस्कोपिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करती है जिसमें गर्मी हस्तांतरण ऊर्जा के अन्य रूपों में अनुवादित होता है, और काम कैसे उत्पन्न होता है। एंट्रॉपी, प्रतीक एस द्वारा निरूपित , संतुलन पर थर्मोडायनामिक मैक्रोस्टेट के साथ संगत माइक्रोस्टेट को मापता है। एन्ट्रापी शब्द ग्रीक से निकला है और इसका अर्थ है परिवर्तन। इसका मूल्य ऊर्जा हस्तांतरण के साथ प्रक्रियाओं में बढ़ता है, और यह कहा जाता है कि एन्ट्रॉपी थर्मोडायनामिक प्रणाली की अपरिवर्तनीयता का वर्णन करता है।

एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में, जिसमें तापमान में कोई परिवर्तन नहीं होता है, संतुलन में दो थर्मोडायनामिक राज्यों के बीच एन्ट्रापी में परिवर्तन, डी एस = एस ₂ – एस ₁ , दोनों राज्यों के बीच गर्मी में परिवर्तन के बराबर है डी क्यू = क्यू ₂ – Q _{1 को} पूर्ण तापमान T से विभाजित किया गया।

डी एस = डी क्यू/टी

एन्ट्रॉपी की अवधारणा 1850 के दशक में रुडोल्फ क्लॉसियस के दिमाग से आई थी, जब उन्होंने यह समझाने की कोशिश की कि थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं में तापीय ऊर्जा के रूपांतरण में ऊर्जा हमेशा क्यों खो जाती है। क्लॉसियस ने एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की अवधारणा की स्थापना की और कहा कि किसी भी अपरिवर्तनीय प्रक्रिया में एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा नष्ट हो जाती है। बाद में, 1890 और 1900 के बीच, लुडविंग बोल्ट्जमैन ने, अन्य भौतिकविदों के साथ मिलकर, जिसे अब सांख्यिकीय भौतिकी के रूप में जाना जाता है, विकसित किया, निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके एक प्रणाली के संभावित माइक्रोस्टेट्स के साथ इसे जोड़कर एंट्रॉपी को फिर से परिभाषित किया।

एस = केबी _एलएन ( डब्ल्यू )

डब्ल्यू सिस्टम के संभावित माइक्रोस्टेट की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है; इसके प्राकृतिक लघुगणक को बोल्ट्ज़मैन के स्थिरांक kB से गुणा करने पर ऊष्मागतिकीय प्रणाली के एंट्रोपी S का मान _{प्राप्त होता है ।} बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक का मान 1.38065 × 10 ^-23 J/K है।

पिछले सूत्र ने थर्मोडायनामिक प्रणाली के दो संतुलन राज्यों के बीच एंट्रॉपी में परिवर्तन व्यक्त किया और सिस्टम के लिए एंट्रॉपी के मूल्य को परिभाषित नहीं किया। इसके बजाय, यह सूत्र थर्मोडायनामिक सिस्टम की एन्ट्रापी को एक निरपेक्ष मान प्रदान करता है। व्याख्या हमेशा स्पष्ट नहीं होती है, लेकिन यह कहा जा सकता है कि एन्ट्रॉपी थर्मोडायनामिक मैक्रोसिस्टम के सूक्ष्म घटकों के विकार को मापता है; बदले में, वह विकार या हलचल तंत्र के तापमान से संबंधित है।

ऊष्मप्रवैगिकी चार सिद्धांतों पर आधारित है:

• शून्य सिद्धांत कहता है कि यदि दो निकाय किसी तीसरे निकाय के साथ तापीय संतुलन में हैं, तो वे एक दूसरे के साथ भी तापीय संतुलन में होंगे।
• पहले सिद्धांत के अनुसार, एक बंद प्रणाली काम और गर्मी के रूप में अपने परिवेश के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकती है, आंतरिक ऊर्जा के रूप में ऊर्जा जमा कर सकती है।
• दूसरा नियम मानता है कि ब्रह्मांड की एन्ट्रॉपी हमेशा बढ़ती है। क्लॉसियस द्वारा प्रतिपादित एक वैकल्पिक अवधारणा यह स्थापित करती है कि एक प्रक्रिया जिसका एकमात्र परिणाम कम तापमान वाले पिंड से दूसरे उच्च तापमान वाले पिंड में गर्मी का स्थानांतरण संभव नहीं है।
• अंत में, ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम, जैसा कि वाल्थर नर्नस्ट द्वारा पोस्ट किया गया है, कहता है कि पूर्ण शून्य तापमान (0 केल्विन या रैंकिन स्केल पर) तक नहीं पहुंचा जा सकता है।

सूत्रों का कहना है

• ब्रिसौड जेबी एंट्रॉपी के अर्थ । एंट्रॉपी, 7(1), 68-96, 2005।
• क्यूस्टा, जेए एंट्रॉपी ऑर्डर के निर्माता के रूप में । स्पैनिश जर्नल ऑफ फिजिक्स, 20(4) 13-19, 2006।