الطاقة والانتروبيا

هذا المقال هو ملخص للمادة المتعلقة بالطاقة والإنتروبيا من كتاب "معركة الثقب الأسود".

الطاقة قادرة على تغيير شكلها. الحركية ، والجهد ، والكيميائية ، والكهربائية ، والنووية ، والحرارية ليست سوى بعض أشكال الطاقة. يتغير باستمرار من شكل إلى آخر ، ولكن هناك شيء واحد لم يتغير: المجموع الكلي لجميع أشكال الطاقة لا يتغير أبدًا.

لنلقي نظرة على مثال. رفع جسم ضخم ، على سبيل المثال ، حجر إلى تل. قبل أن تبدأ في التربية ، يمكنك إنعاش نفسك بالطعام. بعد رفع الحجر ، اتركه ، وتحت تأثير الجاذبية ، يتدحرج لأسفل. وبالتالي ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية (الغذاء) إلى طاقة كامنة ثم إلى طاقة حركية. ولكن ماذا يحدث للطاقة الحركية عندما يتدحرج الحجر ويتوقف؟ يتحول إلى حرارة ، ذهب جزء منها إلى الغلاف الجوي ، وجزءًا في الأرض. دورة كاملة: مادة كيميائية => احتمال => حركية => حرارية.

أظهر أينشتاين أن الكتلة هي طاقة. بقوله هذا ، كان يعني أن كل جسم يحتوي على طاقة كامنة يمكن استخلاصها عن طريق تغيير كتلتها. على سبيل المثال ، تتحلل نواة اليورانيوم تلقائيًا إلى نواة الثوريوم والهيليوم. معا ، يزنان أقل بقليل من اليورانيوم الأصلي. يتم تحويل هذه الكتلة الزائدة إلى طاقة حركية لنواة الثوريوم والهيليوم ، بالإضافة إلى العديد من الفوتونات. عندما تتباطأ الذرات ويتم امتصاص الفوتونات ، تصبح الطاقة الزائدة حرارة.

الطاقة الحرارية هي الأكثر غموضًا على الإطلاق. قبل ظهور النظرية الجزيئية الحديثة للحرارة ، اعتبر الفيزيائيون والكيميائيون أنها مادة تتصرف مثل السائل. كان يتصور أنه يتدفق من الأشياء الساخنة إلى الأشياء الباردة ، مما يؤدي إلى تبريد الأشياء الساخنة وتسخين الأشياء الباردة.

لكن الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة. لتوضيح ذلك ، دعونا نجري تجربة فكرية. إذا قمت بتقليص حجم الجزيء في الماء الساخن ، يمكنك أن ترى كيف تتصادم جزيئات الماء بشكل عشوائي وسريع مع بعضها البعض. إذا بدأ الماء في البرودة ، فإن الجزيئات ستتحرك ببطء أكبر. إذا تم تبريدها إلى درجة التجمد ، تتحد الجزيئات لتشكل بلورة صلبة. ومع ذلك فهم يترددون. إذا تم سحب كل الطاقة ، تتوقف الجزيئات عن الاهتزاز (إذا لم تأخذ في الاعتبار التقلبات الكمية) وفي هذه الحالة تصل درجة الحرارة إلى الصفر المطلق كلفن أو سالب 273.15 درجة مئوية.

يُطلق على مبدأ الحفاظ على الطاقة أثناء تحولاتها بين الأشكال المختلفة القانون الأول للديناميكا الحرارية .

غير قادر علي

. , . . . , . ? , - . . , . , . . , , . , , , . . - , . , , , .

. , . . , , , .

. – . – , . . 110 / , 2¹¹⁰ .

, . – , .

, ? , . , 5 8. .

110-. ? . 2¹¹⁰. 110 , .

. – , . 110 , 2¹¹⁰. – , – 2¹¹⁰. , 110 – 2 2¹¹⁰, – .

2¹¹⁰ . , , . 110- , .

, , , – . , . , , . , . . .

– , , . , – . , , . , . .

, , ? – , . , , , . .

?

, , - . , , . , , . ? - ? , ? ?

: , , , . . . , – , .

, , - . , 25x15x2.5 , 940 ³. 70 . 37 350 . , . , , 100 . , , 100^1000000 ( ). 2 7 , 7 . , 7400 .

. ? , , . 60x30x12 , 22 , 22 . 7400 1.6x10¹⁴ . .

? , . , ? , ? ?

, .  , , , , , . , . , .

, . – 22 ³ – . 10¹⁰⁹ .

. , , . – , .

, . , , , , .

– . – . , , . . , – .

. . , , , . . , . , .

– . , , , .

– : ; , – . : .

. , . , . . .

, , . , . . , – . .

, , . , , .

, , , , . , .