Warum nimmt die Entropie des Universums zu?

Warum nimmt die Entropie des Universums zu?
Anonim

Antworten:

Die Entropie des Universums nimmt zu, da die Energie niemals spontan bergauf fließt.

Erläuterung:

Die Energie fließt immer bergab und dies erhöht die Entropie.

Entropie ist die Ausbreitung von Energie, und Energie neigt dazu, sich so weit wie möglich auszubreiten.

Es fließt spontan von einer heißen (d. H. Hochenergetischen) Region zu einer kalten (weniger energiereichen) Region.

Als Ergebnis wird die Energie gleichmäßig über die zwei Regionen verteilt und die Temperatur der beiden Regionen wird gleich.

Das gleiche passiert in viel größerem Maßstab. Die Sonne und jeder andere Stern strahlen Energie in das Universum aus.

Sie können es jedoch nicht für immer tun. Irgendwann werden die Sterne abkühlen, und die Hitze hat sich so stark ausgebreitet, dass es keine wärmeren und kühleren Objekte gibt.

Alles wird die gleiche sehr kalte Temperatur sein.

Sobald sich alles auf der gleichen Temperatur befindet, gibt es keinen Grund, etwas zu ändern.

Das Universum ist vollständig heruntergekommen, und die Entropie des Universums wird so hoch sein, wie es jemals sein wird.

Wenn Sie mathematisch darüber nachdenken möchten, betrachten Sie die Gesamtenergie # q # das wird aus einem heißen Bereich bei Temperatur übertragen # T_1 # zu einem kalten Bereich bei Temperatur # T_2 #.

Die Entropie # S_1 # der heißen Region ist definiert als

# S_1 = q / T_1 #

Die Entropie # S_2 # der kalten Region ist

# S_2 = q / T_2 #

Daher ist während der Energieübertragung die Änderung der Entropie

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

Schon seit # T_2 <T_1, 1 / T_2> 1 / T_1 #, und # ΔS # ist positiv.

Die Gesamtentropie des Systems nimmt zu.

Da Energie niemals spontan in die andere Richtung fließt, nimmt die Gesamtentropie des Universums immer zu.