Logo
  • ראשי
  • תחומי עניין
  • פודקאסט מדברימדע
  • סדרות
  • קצת עלינו
  • צוות העמותה
  • צרו קשר
  • EN
  • ראשי
  • תחומי עניין
  • פודקאסט מדברימדע
  • סדרות
  • קצת עלינו
  • צוות העמותה
  • צרו קשר
  • EN

הידעת? אנטרופיה אינה מדד לאי סדר.

29/10/2017



מאת: ד"ר בועז קרני-הראל

 
בניגוד לתפישה הרווחת,  אנטרופיה אינה מדד לאי-סדר של מערכת. אנטרופיה היא מספר הדרכים שיש לחלקיקים המרכיבים מערכת להסתדר, תוך שמירה על אילוצים גלובליים מסויימים. למשל מספר הדרכים לסדר מולקולות מים בתוך כוס, בלחץ, טמפרטורה ונפח נתונים.
ננסה להמחיש את הרעיון בעזרת דוגמה. דמיינו אוסף של 100 חיצים מסודרים בשורה, שיכולים להצביע או למעלה, או למטה. נניח שיש לנו אילוץ שאומר שבדיוק מחצית מהחיצים צריכים להצביע כלפי מטה, אז יש לנו למעלה מעשר בחזקת 29 (או מאה כפול מיליארד כפול מיליארד כפול מיליארד) דרכים לסדר את החיצים - כמספר הדרכים לבחור את 50 החיצים שיצביעו למטה. אם, מצד שני, כל החיצים צריכים להצביע למטה, יש לנו בדיוק דרך אחת לסדר אותם. אם היינו רוצים לשייך אנטרופיה למצבים האלה, היינו אומרים שלאילוץ בו בדיוק 50 חיצים צריכים להצביע למטה יש אנטרופיה גבוהה, בעוד שלאילוץ בו כל החיצים צריכים להצביע למטה יש אנטרופיה נמוכה. למעשה, בגלל ההגדרה המתמטית-טכנית של האנטרופיה, במקרה זה היא תהיה 0.
כדאי לשים לב שכאשר האנטרופיה נמוכה אנחנו צריכים מעט מידע כדי לדעת בדיוק מה הסידור של המערכת. כשהאילוץ מכתיב אנטרופיה אפס אנחנו לא צריכים שום מידע נוסף, אנחנו יודעים בדיוק את הסידור. כשהאילוץ מכתיב אנטרופיה גבוהה, נגיד בדיוק 50 חיצים כלפי מטה, אנחנו צריכים יחסית הרבה מידע כדי לדעת מה הסידור הספציפי - מי הם החיצים המצביעים כלפי מטה.
במערכת פיזיקלית אמתית יש אילוצים וסידורי-חלקיקים אחרים, אבל העיקרון דומה.
ראינו שהאנטרופיה אינה מדד לאי-סדר (איך בכלל מודדים אי סדר), אבל יש סיבה טובה לבילבול. לאילוצים שמכתיבים אנטרופיה גבוהה יש הרבה סידורים אפשריים, שיכולים להתחלף ביניהם ושרובם נראים לנו חסרי סדר, כלומר מצבים אלה קצת מבולגנים.
אז זיכרו - אנטרופיה היא מספר המצבים, לא מדד לאי-הסדר, אבל יש קשר בין הדברים.
 


לקריאה נוספת:

  1. אנטרופיה.
  2. אנטרופיה בתורת-האינפורמציה.

 

מאת:

ד"ר בועז קרני-הראל

סמנכ"ל תפעול ב"מדע גדול בקטנה". דוקטור לפיזיקה בתחום תורת המיתרים ובעל תואר שני במתמטיקה מהאוניברסיטה העברית בירושלים.

עזרו לנו לצמוח עזרו לנו לצמוח שלחו לחברים שלחו לחברים
Facebook linkedin twitter whatsapp email

לכתבות נוספות



הידעת? לטיגריסים יש פסים

הוכרזו זוכי פרס נובל בפיזיקה לשנת 2019

סדרת מצב מוצק 4 - ממוליכים למחצה להתקנים טכנולוגיים

הצילו הים צונח

Logo
הצהרת נגישות
  • ראשי
  • תחומי עניין
  • פודקאסט מדברימדע
  • סדרות
  • קצת עלינו
  • צוות העמותה
  • צרו קשר
  • EN

All rights reserved. © Copyright 2025


פרסומות