Энтропия: две простые идеи, лежащие в основе нашей лучшей теории физики

Чтобы бесплатно попробовать все возможности Brilliant в течение 30 дней, посетите https://brilliant.org/ParthG/. Первые 200 из вас получат скидку 20% на годовую премиум-подписку Brilliant. Наша самая надежная теория физики на данный момент, похоже, — это #термодинамика Вот два простых предположения, лежащих в основе статистической механики, детального описания термодинамики в малом масштабе. #статистическаямеханика #энтропия Второй закон термодинамики, по сути, гласит, что тепло (или, точнее, тепловая энергия) не может передаваться спонтанно от более холодного объекта к более горячему. Вместо этого, когда два объекта с разными температурами приводятся в тепловой контакт, тепловая энергия будет спонтанно перетекать от более горячего объекта к более холодному до тех пор, пока они оба не достигнут равновесия при некоторой температуре между начальными температурами двух объектов. Это описание закона Клаузиусом. Статистическая механика — это наука об частицах, составляющих каждую изучаемую нами систему (например, газ). Это исследование в малом масштабе позволяет нам делать очень точные прогнозы поведения системы. Однако это очень сложно из-за часто огромного количества частиц в каждой системе. Поэтому вместо этого нам нужно найти способы связать теорию статистической механики в малом масштабе с теорией термодинамики в большом масштабе. Термодинамика — это изучение тепла и энергии в системах в большом масштабе (например, в целом газе, жидкости или твердом теле). Первое предположение статистической механики заключается в том, что каждое микросостояние для данной системы (каждое возможное энергетическое расположение частиц внутри системы) одинаково похоже на все остальные возможные расположения. Это закон равных априорных вероятностей. Второе предположение заключается в том, что каждое микросостояние соответствует свойству системы в большом масштабе, такому как объем, давление или температура. Оно также гласит, что мы должны иметь возможность связать измеренное свойство системы со средневзвешенным значением свойств отдельных микросостояний за период измерения. Кстати, Больцман открыл уравнение, связывающее омегу (число микросостояний) с энтропией, и, следовательно, понимание энтропии как беспорядка. Поскольку энтропия Вселенной со временем увеличивается, именно благодаря его работе мы знаем, как Вселенная (вероятно) закончится — в крайне неупорядоченном состоянии. Спасибо за просмотр, пожалуйста, посмотрите мои ссылки: МЕРЧ - https://parth-gs-merch-stand.creator-spring.com/ ПАТРОН - patreon.com/parthg МУЗЫКАЛЬНЫЙ КАНАЛ - Parth G's Shenanigans Вот несколько партнерских ссылок на товары, которые я использую! Книга по квантовой физике, которая мне нравится: https://amzn.to/3sxLlgL Моя камера: https://amzn.to/2SjZzWq ND-фильтр: https://amzn.to/3qoGwHk Полезные ресурсы 1) Моё видео об энтропии: https://www.youtube.com/watch?v=mg0hueOyoAw 2) Подробное описание предположений статистической механики: https://ocw.mit.edu/courses/3-012-fundamentals-of-materials-science-fall-2005/5c0bfa52fd617b90f85cfbd2e2d1ea78_lec21t.pdf Временные метки: 0:00 - Второй закон термодинамики и энтропия 3:04 - Рекламное сообщение - Посмотрите Brilliant.org в описании 4:14 - Микросостояния Система 6:03 - Первое предположение статистической механики 7:50 - Второе предположение статистической механики Это видео спонсировано компанией Brilliant. #реклама