1. Entropi och gasutvidgning:
* ökande entropi: Den andra lagen säger att entropin i ett isolerat system alltid ökar med tiden. I samband med gaser betyder detta att gaser naturligtvis tenderar att expandera och uppta mer utrymme. Detta beror på att ett mer utvidgat tillstånd har en högre entropi (mer möjliga mikrostater, eller hur gasmolekylerna kan ordnas).
* spontan expansion: Om du släpper en gas i en större behållare kommer den att expandera spontant för att fylla hela volymen. Detta beror på att utvidgningen ökar systemets entropi.
2. Gasblandningar och entropi:
* blandning och entropi: När två olika gaser blandas ökar systemets entropi. Detta beror på att det finns fler sätt att ordna molekylerna för de olika gaserna jämfört med att ha dem separerade.
* spontan blandning: Gaser blandas spontant med varandra på grund av ökningen av entropin. Detta förklarar varför till exempel luft (en blandning av kväve, syre och andra gaser) förblir välblandade.
3. Gastryck och entropi:
* Tryck och entropi: Trycket på en gas är relaterat till den genomsnittliga kinetiska energin i dess molekyler. När en gas expanderar minskar den genomsnittliga kinetiska energin för dess molekyler och därmed minskar trycket. Denna minskning av tryck är också kopplad till en ökning av entropin.
* Jämvikt: Trycket på en gas i en stängd behållare kommer så småningom att nå en punkt där systemets entropi maximeras. Detta är jämviktstillståndet, där gasen är jämnt fördelad i hela behållaren.
4. Gasdiffusion och entropi:
* diffusion och entropi: Diffusion är processen där gaser rör sig från regioner med hög koncentration till regioner med låg koncentration. Denna process drivs av ökningen av entropi. När gasen sprider sig finns det mer möjliga arrangemang av molekylerna, vilket leder till en högre entropi.
5. Temperatur och entropi:
* Temperatur och entropi: Enatens entropi är direkt proportionell mot dess temperatur. När temperaturen på en gas ökar har molekylerna mer kinetisk energi och är mer benägna att röra sig slumpmässigt, vilket ökar entropin.
Sammanfattningsvis:
Den andra lagen om termodynamik förklarar genom begreppet entropi den spontana expansionen, blandningen, tryckförändringarna, diffusionen och temperaturberoendet av gaser. Det ger en grundläggande ram för att förstå beteendet hos dessa väsentliga komponenter i vår värld.
