Entropi

Entropi er et udtryk for den samlede uorden eller tilfældighed i et system.

Entropien blev oprindelig indført som et beskrivende begreb inden for termodynamikken i fysik og kemi. Det gør det muligt at formulere termodynamikkens 2. lov meget enkelt. Senere blev entropi indført alene ved analogien i informationsteori af Claude Shannon. Det er dog lykkedes at opstille en velafprøvet, fysisk teori, som forener teoretisk termodynamik og statistisk mekanik med informationsteorien på direkte og kvantificerbar måde

Et system med entropi = 0 er perfekt ordnet. Et fysisk system, som kommer tæt på dette, er Bose-Einstein kondensatet, hvor alle partikler befinder sig i samme tilstand. Et informationsteknisk system med entropi = 0 kunne også være en computer, som kun indeholder 0’er, eller det kunne være en biotop, som er i perfekt homøostase. Så snart et system forlader denne tilstand af ”total ensartethed”, stiger entropien til en størrelse, som er over 0. Den kan dog ikke overstige et maksimum, der bestemmes af f.eks. harddiskenens lagerkapacitet, antallet af partikler i det fysiske system eller biodiversitet i det økologiske system. Almindeligvis kalder man denne maksimale entropistørrelse for ”perfekt uorden”. Fysikerne taler også om termisk ligevægt.

Maxwells dæmon er et logisk eksperiment, der drejer sig om termodynamikkens 2. lov. Det forbinder entropi med både energi og information.

Forskellig brug af begrebet

Selv i videnskabelige lærebøger bruges begrebet entropi forskelligt, og det kan ofte give anledning til misforståelser, men de følgende definitioner kan vise de mange sider af den kultur, der omgiver begrebet entropi.

Entropi er:

• Energi, som er nedbrudt til uoprettelig varme.Joel de Rosnay: The Macroscope – a New World View (skrevet af en M.I.T-uddannet biokemiker), 1979 ISBN 0-06-011029-5
• Boltzmanns konstant ganget med logaritmen for en flerhed, hvor flerheden i en makrotilstande er det antal af mikrotilstand, der svarer til makrotilstanden.Ralph Baierlein: Thermal Physics, 2003 ISBN 0-521-65838-1
• Antallet af måder, ting i et system kan være ordnet på (ganget med Boltzmanns konstant).Daniel R. Schroeder: Thermal Physics, 2000 ISBN 0-201-38027-7
• En ikke-stabil termodynamisk tilstandsfunktion, målt i antallet af mikrotilstande, som et system kan optræde i, hvilket svarer til nedbrydningen af brugbar energi.McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Chemistry, 2004 ISBN 978-0-07-143953-4
• Et direkte mål for tilfældigheden i et system.Raymond Chang: Chemistry, 6. udg., 1998 ISBN 0-07-115221-0
• Et mål for energispredningen ved en bestemt temperatur.Peter Atkins og Julio De Paula: Physical Chemistry, 8. udg., 2006 ISBN 0-19-870072-5
• Et mål for et systems delvise tab af evne til at udføre arbejde på grund af virkningen af irreversibilitet.John D. Cutnell og Kenneth J. Johnson: Physics, 4. udg., 1998 ISBN 0-471-19113-2
• Et indeks for et systems tendens til spontan ændring.Donald T. Haynie: Biological Thermodynamics, 2001 ISBN 0-521-79165-0
• Et mål for, hvor lidt af et systems energi, der kan fås til at udføre arbejde; også et mål for uorden; jo større entropi, jo større uorden.Oxford Dictionary of Science, 2005 ISBN 978-0-19-280098-5
• Et parameter, der står for graden af uorden i et system på atomart, ionmæssigt eller molekylært plan.John O.E. Clark (udg.): The Essential Dictionary of Science, 2004 ISBN 978-0-7607-4616-5
• Et mål for uorden i universet eller for, hvor meget af et systems energi, der kan fås til at udføre arbejde.Johm Gribbin: Q Is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics, 1999 ISBN 978-0-684-85578-3

Noter

Se også

• Entropi (informationsteori)
• Entropi (fysik)
• Entropi (økologi)
• Exergi