С помощью конвертера единиц энтропии вы сможете быстро перевести величины, выраженные в одной системе единиц измерения энтропии в другую. Для того, чтобы выполнить преобразование:
- введите значение;
- выберите единицы;
- калькулятор сам пересчитает заданную величину в другие единицы измерения энтропии.
Мы живем во вселенной, которая имеет ограниченное количество вещества и энергии. Вселенная следуют определенным законам, таким как Закон всеобщего тяготения, Закон сохранения материи и энергии, согласно которого общее количество вещества и энергии является постоянным. Второй закон термодинамики гласит, что «количество полезной энергии во вселенной уменьшается». Энергия постоянно «теряется» или становится недоступной для работы из-за ее преобразования в тепло. Чем больше происходит эта «потеря», тем меньше энергии доступно для выполнения работы. Для определения меры необратимого рассеивания энергии ученые используют термин энтропия.
Энтропия — уменьшение доступной энергии вещества из-за передачи энергии. Энтропия увеличивается при при передаче большого количества теплоты.
Изменение доступной энергии в момент теплопередачи при абсолютной температуре называется абсолютной энтропией. Абсолютная энтропия (S) = теплопередача / температуру в абсолютных единицах (R, К). Измеряется в Btu/R, Дж/К, ккал/К, Дж/(моль-К) (джоуль на моль-кельвин), энтропийная единица (э.е.) кал-град- моль.
Удельная энтропия определяется как отношение энтропии вещества к его массе.
Единицы измерения:
- 1 Дж/кг·K — при повышении температуры 1 кг вещества на 1 кельвин тратится 1 джоуль тепловой энергии;
- кДж/(кг·К), ккал/(кг·К);
- 1 эрг/(г·°C) = 0,0001 Дж/(кг·К);
- 1 Btu/(lb·°F) = 4,1868 кДж/(кг·K).
Теория
Энтропия – одно из ключевых понятий в физике, характеризующее степень беспорядка или неопределенности в системе. Она играет важную роль во втором законе термодинамики, гласящем, что в изолированной системе энтропия не убывает. Это означает, что процессы в природе имеют тенденцию к переходу от состояний с меньшей энтропией к состояниям с большей энтропией, то есть к увеличению беспорядка.
Для количественного описания энтропии используются различные единицы измерения, в зависимости от контекста и системы измерений. Давайте рассмотрим основные из них.
Джоуль на кельвин (Дж/К) – стандартная единица измерения энтропии в системе СИ (Международная система единиц). Эта единица выражает изменение энтропии системы при подводе или отводе одного джоуля теплоты при постоянной температуре, выраженной в кельвинах.
Эрг на кельвин (эрг/К) – единица измерения, используемая в системе СГС (сантиметр-грамм-секунда). Эрг – это единица измерения энергии в системе СГС, и, аналогично джоулю на кельвин, эрг на кельвин используется для измерения энтропии в этой системе.
Калория на кельвин (кал/К) – хотя калория больше не является единицей в системе СИ, она иногда используется в химии и биологии для выражения изменений энтропии, особенно в термохимических расчетах.
Бит и нат (нат) – в информационной теории, которая также оперирует понятием энтропии, используются эти единицы. Энтропия в информационной теории измеряет неопределенность информации и выражается в битах (для двоичной системы) или натах (для естественного логарифма). Один нат равен количеству информации, которое уменьшает неопределенность на величину, эквивалентную одному естественному логарифму.
Клаузиус (Cl) – историческая единица измерения энтропии, предложенная Рудольфом Клаузиусом, одним из основателей термодинамики. Она не используется в современной научной практике и была заменена на джоуль на кельвин.
Измерение энтропии требует учета всех возможных микросостояний системы и их вероятностей. В физическом смысле энтропия связана с количеством способов, которыми система может организовать свою внутреннюю энергию. В более общем понимании, энтропия может рассматриваться как мера неопределенности или информационного содержания системы.
Таким образом, единицы измерения энтропии отражают разнообразие контекстов, в которых это понятие применяется, от классической термодинамики до информационной теории.