Entropie (S) is een basisbegrip in de thermodynamica. Het is, op het meest fundamentele niveau, een maat voor de waarschijnlijkheid van een bepaalde verdeling van microtoestanden (bewegingstoestanden van elementaire bouwstenen als atomen en moleculen), binnen een geïsoleerd fysisch systeem.
Entropie is een begrip uit de thermodynamica.
Als de entropie van een systeem hoog is, betekent dit, dat de deeltjes en de energie heel erg willekeurig verdeeld zijn. Als de entropie laag is, betekent dit juist dat er een heel erg georganiseerde verdeling is van energie en deeltjes.
Entropie is een maatstaf voor de wanorde van een systeem . Entropie beschrijft ook hoeveel energie er niet beschikbaar is om werk te verrichten. Hoe wanordelijker een systeem en hoe hoger de entropie, hoe minder energie van een systeem beschikbaar is om werk te verrichten.
Uit de natuurkunde komt het begrip 'entropie'. Het geeft aan hoe chaotisch een systeem is. Een bekend voorbeeld is een blokje ijs in een glas water. In het ijsblokje liggen de watermoleculen vast op hun plaats en vormen samen een keurig geordend geheel; er is sprake van een lage entropie.
– Entropie wordt wel omschreven als 'mate van wanorde'. Of ook 'toevalligheid' of 'willekeur' of 'chaos'.
In de zin van verwarring: paniek of wanordeuw persoonlijke leven lijkt in totale verwarring te zijn geraaktSynoniemen een merrienest • anarchie • verwarring • wanorde • desorganisatie • wanorde • rommeligheid • chaos • chaoshem • gekkenhuis • pandemonium • waanzin • verwoesting • beroering • tumult • commotie • ...
Het tegenovergestelde van entropie is orde. Het is zo dat in een irreversibel proces de entropie toeneemt.
Critici van de terminologie stellen dat entropie geen maatstaf is voor 'wanorde' of 'chaos' , maar eerder een maatstaf voor de diffusie of verspreiding van energie naar meer microtoestanden.
Iedereen heeft weleens gehoord van de wet van behoud van energie: je kunt verschillende vormen van energie, zoals warmte, bewegingsenergie of elektriciteit in elkaar omzetten, maar het totaal blijft altijd gelijk. Energie komt niet uit het niets, en verdwijnt nooit.
Omdat ons universum hoogstwaarschijnlijk begon als een singulariteit – een oneindig klein, geordend punt van energie – dat uitdijde en voortdurend blijft uitdijen , groeit de entropie in ons universum voortdurend.
De Duitse natuurkundige en wiskundige Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822–1888) introduceerde het concept entropie in 1865, op vrij abstracte wijze. Hij bedacht het woord van het Griekse τροπη (trope¯), wat transformatie, omkering, verandering betekent .
Omdat energie nooit in de tegenovergestelde richting stroomt , neemt de totale entropie van het universum altijd toe. Let op: in een geïsoleerd systeem geldt: hoe meer wanorde, hoe hoger de entropie. Entropie neemt toe wanneer reactanten tijdens chemische reacties uiteenvallen in een groter aantal producten.
Tegenwoordig staat dit concept bekend als de entropietheorie: geordende toestanden zijn oneindig onwaarschijnlijk en elk systeem in het heelal bevindt zich van nature in een toestand van maximale wanorde, of beweegt zich daar naartoe .
Voor energie - van welke soort dan ook - geldt een belangrijke wet: energie gaat nooit verloren. Energie kan worden omgezet van de ene vorm in de andere, maar verdwijnt niet. De som van alle energieën verandert niet.
In termen van entropie kunnen we dit als volgt formuleren: de macroscopische toestand waarin het systeem uiteindelijk belandt, is de toestand met de hoogste waarschijnlijkheid – dus met het grootste aantal microscopische toestanden – dus de toestand met de hoogst mogelijke entropie.
De eerste wet van de thermodynamica, ook wel eerste hoofdwet genoemd, stelt dat energie niet verloren kan gaan of uit het niets kan ontstaan. De wet staat algemeen bekend als de "wet van behoud van energie".
Energie kan van de ene vorm omgezet worden in de andere, maar verdwijnt nooit zomaar. Er zijn namelijk verschillende energievormen.De totale energie in een gesloten systeem verandert nooit!De totale hoeveelheid energie blijft gelijk.
Het principe van behoud van energie verwijst naar het idee dat energie niet wordt gecreëerd of verloren gaat - het wordt alleen getransformeerd van de ene vorm naar de andere . Bij alle veranderingen wordt altijd wat energie omgezet in vormen (voornamelijk lage-kwaliteit warmte) die niet kunnen worden gebruikt om verdere veranderingen te maken.
De tweede wet van Newton: kracht verandert de snelheid
Samengevat komt de Tweede Wet van Newton hierop neer: een voorwerp in rust zal in beweging gebracht worden als er een kracht op werkt. een voorwerp in beweging zal versnellen, vertragen of van richting veranderen als er een resulterende kracht op werkt.
Bovendien kan entropie op geen enkele manier en op geen enkele schaal worden vernietigd (entropie blijft behouden in ideale, omkeerbare processen en wordt onomkeerbaar gegenereerd in reële processen). De entropie kan dus niet in zijn geheel afnemen, maar alleen in zijn geheel toenemen .
Hoge entropie betekent hoge wanorde en lage energie (Figuur 1). Om entropie beter te begrijpen, denk aan de slaapkamer van een student. Als er geen energie of werk in zou worden gestoken, zou de kamer snel rommelig worden. Het zou in een zeer wanordelijke staat verkeren, een van hoge entropie.
Chaos markeert dus een kantelpunt. Zonder enige vorm van crisis kan een systeem niet fundamenteel veranderen, juist omdat we die wrijving en creatiekracht van 'zo wil ik het niet langer' zo hard nodig hebben. We pendelen in zekere zin altijd heen en weer tussen creatie, verval en weer nieuwe creatie.
Het tegenovergestelde van entropie is negentropie . Het is een tijdelijke toestand waarin bepaalde dingen heter en beter georganiseerd zijn dan de omringende ruimte. Dit is de tweede wet van de thermodynamica: De tweede wet van de thermodynamica stelt dat de totale entropie van een geïsoleerd systeem altijd toeneemt in de loop van de tijd.
Het goede nieuws is dat entropie een tegenpool heeft: negentropie. Als onderzoeker die sociale systemen bestudeert, heb ik ontdekt dat denken in termen van negentropie en energie je kan helpen om te vechten tegen entropie en chaos in het dagelijks leven.
Thermodynamica (Oudgrieks thermos (θερμός), warm, en dunamis (δύναμις), kracht), of warmteleer is het onderdeel van de natuurkunde dat de interacties bestudeert tussen grote verzamelingen van deeltjes op een macroscopisch niveau.