ทำไมเอนโทรปีของจักรวาลจึงเพิ่มขึ้น

ตอบ:

เอนโทรปีของเอกภพเพิ่มขึ้นเพราะพลังงานไม่เคยไหลขึ้นเขาตามธรรมชาติ

คำอธิบาย:

พลังงานไหลลงเขาเสมอและทำให้เพิ่มเอนโทรปี

เอนโทรปีคือการกระจายออกของพลังงานและพลังงานมีแนวโน้มที่จะกระจายออกไปให้มากที่สุด

มันไหลตามธรรมชาติจากภูมิภาคที่ร้อนแรง (เช่นมีพลังสูง) ไปยังภูมิภาคที่มีอากาศหนาวเย็น (มีพลังน้อยกว่า)

เป็นผลให้พลังงานมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วทั้งสองภูมิภาคและอุณหภูมิของทั้งสองภูมิภาคจะเท่ากัน

สิ่งเดียวกันเกิดขึ้นในระดับที่ใหญ่กว่ามาก ดวงอาทิตย์และดาวอื่น ๆ กำลังแผ่พลังงานเข้าสู่จักรวาล

อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่สามารถทำได้ตลอดไป ในที่สุดดวงดาวจะเย็นลงและความร้อนจะกระจายออกไปมากจนไม่มีวัตถุอุ่นและวัตถุที่เย็นกว่า

ทุกอย่างจะมีอุณหภูมิเย็นจัดเหมือนกัน

เมื่อทุกอย่างอยู่ในอุณหภูมิเดียวกันไม่มีเหตุผลอะไรที่จะเปลี่ยนสิ่งที่ทำ

จักรวาลจะทรุดโทรมลงอย่างสมบูรณ์และเอนโทรปีของเอกภพจะสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

หากคุณต้องการคิดในเชิงคณิตศาสตร์พิจารณาพลังงานทั้งหมด # Q # ที่ถูกถ่ายโอนจากเขตร้อนที่อุณหภูมิ # T_1 # ไปยังพื้นที่เย็นที่อุณหภูมิ # T_2 #.

เอนโทรปี # s_1 # ของเขตร้อนถูกกำหนดให้เป็น

# S_1 = q / T_1 #

เอนโทรปี # s_2 # ของเขตหนาวคือ

# S_2 = q / T_2 #

ดังนั้นในระหว่างการถ่ายโอนพลังงานการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีคือ

# ΔS = S_2 - S_1 = q / T_2 - q / T_1 = q (1 / T_2 - 1 / T_1) #

ตั้งแต่ # T_2 <T_1, 1 / T_2> 1 / T_1 #และ # ΔS # เป็นบวก

เอนโทรปีรวมของระบบเพิ่มขึ้น

เนื่องจากพลังงานไม่เคยไหลอย่างเป็นธรรมชาติในทิศทางอื่น ๆ เอนโทรปีของเอกภพจึงเพิ่มขึ้นอยู่เสมอ