Science >> Wetenschap >  >> Energie

Verandert energie spontaan van wanorde naar orde?

Nee, energie verandert niet spontaan van wanorde naar orde. Dit is een fundamenteel principe van thermodynamica.

Dit is waarom:

* Tweede wet van thermodynamica: Deze wet stelt dat de totale entropie van een geïsoleerd systeem nooit in de loop van de tijd kan afnemen. Entropie is een maat voor wanorde of willekeur. Dus in wezen zegt de tweede wet dat de dingen in de loop van de tijd meer ongeordend worden.

* spontane processen: Spontane processen zijn die die van nature voorkomen zonder enige externe invoer van energie. Ze gaan altijd verder in de richting van het verhogen van entropie.

* volgorde vereist energie: Om een ​​volgorde van wanorde te creëren, moet u energie invoeren. Het bouwen van een huis vereist bijvoorbeeld energie om materialen te verzamelen, vorm te geven en te monteren. Deze invoer van energie is wat de afname van entropie drijft, waardoor het systeem meer wordt geordend.

Voorbeelden:

* IJs smelten: IJs is een meer geordende toestand dan water. Smelten vereist energie en het proces verhoogt de entropie naarmate de moleculen minder worden geordend.

* Warmteoverdracht: Warmte stroomt altijd van een heter voorwerp naar een koudere object. Dit is een spontaan proces dat de entropie verhoogt.

Uitzonderingen:

Hoewel de tweede wet van de thermodynamica in het algemeen waar is, zijn er uitzonderingen:

* Lokaal neemt af in entropie: Het is mogelijk om een ​​afname van entropie te hebben in een specifiek deel van een systeem, maar dit gaat altijd ten koste van een nog grotere toename van entropie elders. Een koelkast koelt bijvoorbeeld het interieur door warmte naar de omgeving te verdrijven, waardoor de totale entropie wordt verhoogd.

* Levende organismen: Levende organismen behouden een hoge mate van orde ondanks de neiging tot aandoening. Dit wordt echter bereikt door constant energie uit hun omgeving te consumeren, wat uiteindelijk bijdraagt ​​aan een toename van entropie op grotere schaal.

Conclusie:

De spontane energiestroom is altijd van orde tot wanorde. Om een ​​orde van wanorde te bereiken, hebt u een externe invoer van energie nodig.