مدیریت زمان و مهندسی مکانیک
مدیریت زمان و مهندسی مکانیک

مدیریت زمان و مهندسی مکانیک

آنتروپی واقعا چیست؟

پارسال این بحث رو شروع کرده بودم که متاسفانه بنا به دلایلی نیمه تمام موند


چون دوست دارم عزیزانی که طالبند و بخصوص اونایی که میخوان مفهومی بخونن واسه ارشد از گیجی و گمی در بیان اینجا خیلی خلاصه و سر جمع نکاتی رو بیان میکنم امید دارم در آینده کتابی که قصد دارم به چاپ برسونم تکمیل بشه و یکی از اساتید برتر کشور هم ویرایشش رو به عهده بگیره...اگر مشغله ها اجازه بدن بهم...به امید خدا و تلاش خودم....

انتروپی؟ 

ترمودینامیک رو علم انرژی و آنتروپی(انتروپی) میدونن

خیلی خلاصه و لب مطلب:

انرژی=توانایی انجام کار هست

انتروپی=انرژی بیکار(تعریف ابتکاری خودم)

بیکاری معضلی که جامعه ما رو درگیر کرده یه نوع هست(نوع اجتماعی) و بیکاری در ترمودینامیک چیز دیگه...با تعریف خودش...

انتروپی از منظر مهندس مکانیک و مهندسی شیمی تفاوت هایی هم داره...

یک حجم مشخص از سیال که پر فشار باشه رو میتونیم مهندسی کنیم تا کار انجام بده و میتونیم هدرش بدیم....

مثال:میتونیم این حجم هوای پرفشار رو بریزیم تو بادکنک و بترکونیمش و کلی انتروپی تولید کنیم و میتونیم یه شفت(محور) بهش وصل کنیم تا بچرخه و کار محوری انجام بده...در صورت اول انرژی از حالت پتانسیل به جنبشی و گرمایی(برخورد سریع مولکول های هوا با هوا در اثر ترکیدن بادکنک)تبدیل میشه و هیچ کاری تولید نمیشه...اما در صورت دوم یعنی چیزی شبیه کمپرسور یا توربین از انرژی پتانسیل استفاده میکنیم تا کار تولید کنیم...شفت ژنراتور بچرخه و برق تولید بشه....

مثال دیگه فنجان قهوه یا چای داغ: 

 یک فنجان قهوه یا چای داغ سرشار از انرژی گرمایی هست که خوشبختانه درصد زیادیش تبدیل به انتروپی میشه(انرژی بیکار=انرژی که کار [طبق تعریف کار] انجام نداده)

یعنی چای داغ یا قهوه داغ انرژی گرماییشو به هوای مجاورش انتقال داده و انتروپی محیط رو زیاد کرده و از آنتروپی خودش کم کرده(انرژی بیکار از خودش رونده و انرژی بیکار داده به محیط )

.


به دو نکته در دو خط بالا دقت کنید:


1-گفتم خوشبختانه انتروپی تولید شده چون عموم مردم فکر میکنن انتروپی چیز بدیه! خیر بسته به هدفی که ما داریم انتروپی میتونه خیلی هم خوب  یا بد باشه...اتو که لباسا رو از چروک در میآره انتروپی زیادی تولید میکنه یعنی همه انرژی برقی به گرمایی تبدیل میشه تا لباس از چروک در بیاد در حالیکه هیچ کاری تولید نمیکنه(نه شفتی میچرخه و نه کار مرزی)

بنابرین اینجا خیلی خوبه...بادکنکی که میترکه واسه هولمرگ کردن خیلی باحاله اما مثلا در نیروگاه ما نیاز داریم که هرچه بیشتر انرژی پتانسیل به کار شفت تبدیل بشه و هرچقدر کمتر انرژی از حالت پتانسیل به حالتی غیر از کار تبدیل بشه...


2-دقت کنید انرژی صرفا از حالتی به حالت یا ترکیبی از حالات دیگه تبدیل میشه....اما وقتی میگیم انتروپی(انرژی بیکار) تولید شده معنیش این نیست که انرژی تولید شده...

بلکه منظور این هست که انرژی تلف شده(به کار تبدیل نشده) آنتروپی یعنی اتلاف انرژی و اتلاف معنی ترمودینامیکی میده یعنی کار ندادن انرژی یعنی تبدیل شدن انرژی به هر فرمی غیر از کار آنتروپی یعنی فرایند تبدیل انرژی به هر فرمی غیر از کار

همه تصوراتتون راجع به انتروپی=بی نظمی و اینا رو بریزین دور و به جملاتی که در بالا گفتم تکیه کنید که با جرات در هیچ کتاب و منبع فارسی و لاتینی نیومده...

اگر جملات بالا رو درک کردید اونوقت میفهمید که چرا معمولا به غلط از انتروپی به بینظمی تعبیر میکنن....

دلیلش اینه که اگر انرژی رو به شکلی سامان بدیم(نظم بدیم) که بتونه کمتر به شکلی غیر از کار تبدیل بشه اونوقت انتروپی کمتری تولید میشه و برعکس هرچقدر نظمش کمتر باشه و ول باشه

مثل یک فنجون قهوه داغ رها شده و ول شده تو محیط اتاق طبیعتا دارای نظم و انضباط جهت انجام کار نیست و اتفاقا این بینظمی=بیکاری و ول معطل بودن رو به محیط بزرگتر هم انتقال میده بیشتر....

اگزرجی و مفاهیم مربوطه هم درست با همین تعابیر مفهوم میشن

اگزرجی معیاری از میزان کار خالص هست هر چقدر کار بیشتری از یک منبع انرزی تولید بشه....

یه تیکه سنگ رو وقتی از ارتفاع رها میکنید میزان اگزرجی بالایی داره چرا که نیروی گرانش زمین به تنهایی میتونه بکشدش پایین و شما با یک مهندسی ساده میتونین انرژیشو به سامان کنید...

یعنی یه تیکه نخ بهش ببندین و از قرقره ای عبور بدین و به این وسیله کار شفت تولید کنید...

البته در اثر اصطکاک ویسکوز(درگ) تیکه سنگ با هوا و اصطکاک قرقره با نخ و شفت خودش میزان کمی از انرژی هدر میره(انتروپی کمی تولید میشه)

پیروز باشید. 

نویسنده متن:حامد یوسفی روشن


نظرات 4 + ارسال نظر
رضا چهارشنبه 29 خرداد‌ماه سال 1392 ساعت 13:38

فقط خداکنه سنجل و ون وایلن این کشف شمارو نبینن که درجا سکته میکنن و خونشون میفته گردن شما
تعریفی که شما از انتروپی ارائه دادین (انرژی بیکار) اصلا تعریف درستی نمیتونه باشه ضمنا تولید انتروپی همیشه باعث انهدام اگسرژی و قابلیت کاردهی هستش و در مکانیک مفید نیست چرا که باعث کاهش بازده میشه و دیگه اینکه در اتو هم که طبق قانون اول انرژی برق ورودی(کار الکتریکی) به انرژی گرمایی تبدیل میشه و انتروپی تولیدی باعث دسترسی به مقدار گرمای کمتر(بعلت کاهش بازده) بوده و اصلا در جهت منفعت نیستش و مثا لهای دیگه هم همینطور

رضا جان بنده هم همینو گفتم:
تولید انتروپی باعث کاهش اگرزجّی میشه دیگه...
عزیزم عمل فتوسنتز عملی هست که آنتروپی خالص تولید میکنه و تقریبا اگزرجی صفر اما بسیار مفیده...
بنده هم همینو گفتم
گفتم بسته به هدف ما میتونه انتروپی خوب یا بد باشه،،،،در فرایندهای صنعتی "عموما" چیز بدیه....
ضمنا در مورد اتو منظور بنده مرحله آخر بوده که انتقال انرژی گرمایی به پوشاک تولید انتروپی خالص میکنه برادر...
انتروپی همون انرژی هست...با واحد ژول بر دما...منتها انرژی ای که کار تحویل نداده...
یکم فکر کنی واضح میشه برادر

رضا چهارشنبه 29 خرداد‌ماه سال 1392 ساعت 20:18

به نظر من انتروپی انرژی ای نیست که کار تحویل نداده (یا به اصطلاح شما انرژی بیکار بوده) بهتره بگیم انتروپی پادانرژ ی ای هستش که با تولیدش مقداری از انرژی مفید مارو تلف میکنه در واقع همون بی نظمی بهترین تعریف میتونه باشه، ضمنا به این بزرگترین اصل هم توجه کنین که انرژی به هیچ وجه تولید یا نابود نمیشه ولی انتروپی قابل تولید هستش بنابراین نمیشه گفت انتروپی همون انرژی هستش بخاطریکی بودن واحدشان.

رضا جان پاد انرژی از آسمون افتاده؟!نه
شما انتروپی رو یه موجود خارجی میبینی!!! که این غلطه خیلی!!! در صورتیکه انتروپی همون انرژیست که هدر رفته و به کار تبدیل نشده همین!
بله عوامل تولید آنتروپی خارجیند مثل اصطکاک اما انتروپی خیر...
بنده هم همینو گفتم
گفتم انرژی ای که به سامان نشه قاعدتا قابلیت کاردهیش کمتر میشه بنابرین تولید انتروپی میکنه
ضمنا راجع به اصل بزرگی که گفتید:
نکته دومی که که در متن پست نوشته ام اشاره کردم بیانگر همون اصل بزرگی هست که شما فرمودید کمی دقت کن واضح میشه برادر....
بی نظمی چیه؟ تعریفش کن؟ نمیتونی عاجزی!واحدش چیه؟ نمیدونی عاجزی!...
خیلی سادست...انتروپی همون انرژیه که کار تحویل نداده...
شما میبینید در کمپروسر شفت کار انجام میده بر سیال و انرژی داخلیشو بالا میبره اما انتروپی تولید نمیشه(صرف نظر از بازگشت ناپذیری ها)سیال مغشوش تر شده
اما انتروپی تولید نکرده مشخصه اش به خاطر وجود کار هست....
در نقطه مقابل در توربین شفت کار میگیره از سیال و انرژی داخلی سیال پایین میاد اما فرایند بدون تولید آنتروپیه...اینجا سیال منبسط شده اما فرایند بدون تولید آنتروپی بوده
مشخصش چیه؟بازم تولید کار....
بهتره به این سؤال من جواب بدی:
میدونیم انتروپی خاصیت هست در هر لحظه و حالت
بهتره بر روی تغییر آنتروپی صحبت نکنیم به جاش راجع به خود انتروپی صحبت کن هر سیستم دارای مقداری انتروپی هست
...بادکنکی که پر باده حاوی مقداری آنتروپی هست
که اگر بترکونیمش انتروپیش اضافه میشه...خب الان شما به من بگو در حالیکه بادکنک پر باده انتروپیشو با بینظمی توضیح بده...
نمیتونی !....اما من میگم در این حالت پتانسیل انجام کار داره و کاری انجام نمیده و بسته به جنبش مولکول هاش(همون رابطه معروف بولتزمن) درون حجم کنترل دارای میزانی از پتانسیل برای انجام کار هست که چون کاری انجام نمیده دارای میزانی از انرژی بیکار هست....و وقتی ترکونده میشه
بیکاریش بسیار بیشتر میشه...و تقریبا تمامش هدر میره(انرژی)هدر میره یعنی چی یعنی به کار تبدیل نمیشه اما اگر هدفمون گرفتن کار نباشه
مثلا ترسوندن یک نفر باشه خیلی هم خوبه!!!و اصلا هدر هم نرفته...
اما شما چجور میخوای بگی قبل از ترکیدن حاوی مقداری بینظمی بوده که حالا که ترکیده بینظمیش بیشتر شده؟؟؟؟طبق کدوم معیار و کف بینظمی رو میسنجی؟؟؟
جز با قابلیت کاردهی؟؟؟ مسلما خیر.
انتروپی=بینظمی نسخه غلط محضیه که از تقریبا تمام کتابای رفرنس دنیا حذف شده برادر....
یک پست جداگونه گذاشتم اونم بخون کاملتر و سلیس تر بیان کردم اونجا....

یثربی جمعه 28 تیر‌ماه سال 1392 ساعت 04:28


عجب چیزی بود این مقاله
روانیم کرد چقدر قشنگ همه گیر این مغز لاکردارمو رفع کردددددددد
چقد قشنگ نوشتین آقای راد اینجا پس چرا تو جواب سؤال من اینقدر گنگ جواب دادین!!!!!!!!
واقعا مرسی
خدا حفظتون کنه

tnx

it's me HAKHAMANESH PARSI whom wrote the article

روزبه دوشنبه 10 اسفند‌ماه سال 1394 ساعت 01:19

سلام
هنوز هم شما علاقه مند به بحث انتروپى هستید؟

امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.