نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.
سی پی اچ در ژورنالها
|
|
|
قانون دوم ترمودینامیک و آنتروپیقانون اول ترمودینامیک به معرفی انرژی درونی U منجر شد. این کمیت تابع حالتی است که بر مبنای آن ، مجاز بودن یک فرآیند مورد قضاوت قرار می‌گیرد و بیان می‌دارد که فقط تحولاتی مجاز است که انرژی داخلی کل سیستم منزوی ، ثابت بماند. قانونی که ملاک خودبخودی بودن را مشخص می‌سازد (قانون دوم ترمودینامیک) ، برحسب تابع حالت دیگری بیان می‌شود. این تابع حالت ، آنتروپی S است.
ملاحظه خواهیم کرد که بر مبنای آنتروپی قضاوت می‌کنیم که آیا یک حالت بطور خودبخودی از حالت دیگری قابل حصول می‌باشد. در قانون اول با استفاده از انرژی داخلی ، تحولات مجاز مشخص می‌شود (آنهایی که انرژی ثابت دارند). از قانون دوم با استفاده از آنتروپی ، تحولات خودبخودی از بین همان فرآیندهایی مشخص می‌شود که بر مبنای قانون اول مجاز می‌باشد. بیان قانون دوم
آنتروپی سیستم منزوی در یک
فرآیند خودبخودی افزایش می‌یابد از آنجایی که فرآیندهای برگشت ناپذیر (مانند سرد شدن شیئی تا دمای محیط و انبساط آزاد گازها) خودبخودی است، در نتیجه همه آنها با افزایش آنتروپی توام می‌باشند. این نکته را می‌توان به این صورت مطرح کرد که در فرایندهای برگشت ناپذیر آنتروپی تولید می‌شود. از طرف دیگر ، در فرایند برگشت پذیر توازن وجود دارد، یعنی سیستم با محیط در هر مرحله در تعادل است. هر مرحله بسیار کوچک در این مسیر برگشت پذیر بوده و پخش نامنظم انرژی روی نمی‌دهد و در نتیجه آنتروپی افزایش نمی‌یابد، یعنی در فرآیند برگشت پذیر آنتروپی ایجاد نمی‌شود. آنتروپی در فرآیندهای برگشت پذیر از بخشی از سیستم منزوی به بخش دیگری منتقل می‌گردد.
تعریف آماری آنتروپی
بر مبنای تعریف آماری ، فرض می‌شود که در واقع می‌توانیم با
استفاده از فرمول ارائه شده توسط لوودیگ
بولتزمن(Ludwing Boltzmann) در
سال 1896 ،
آنتروپی را محاسبه کنیم تعریف ترمودینامیکی انرژیدر روش ترمودینامیکی ، تمرکز بر روی تغییر آنتروپی در طول یک فرایند ، dS ، می‌باشد، نه مقدار معلق S . تعریف dS بر این مبناست که می‌توان میزان پخش انرژی را به انرژی مبادله شده به صورت گرما ، در حین انجام فرایند ربط داد. تعاریف آماری و ترمودینامیکی با هم سازگار می‌باشند. در شیمی فیزیک این یک لحظه نشاط آور است که بین خواص توده‌ای (که مورد نظر ترمودینامیک است) و خواص اتمها یک ارتباط برقرار شود.
تغییر آنتروپی محیط
تغییر آنتروپی محیط را با علامت 'dS نشان
می‌دهیم. علامت پریم مربوط به محیط سیستم واقعی که در سیستم
منزویبزرگ قرار دارد، مربوط می‌شود. محیط را با یک مخزن حرارتی
بزرگ (عملا یک حمام آب) نشان می‌دهیم که در دمای T باقی
می‌ماند. مقدار گرمای منتقل شده به مخزن در اثر انجام کار مانند
سقوط یک وزنه را با 'dq نشان
می‌دهیم که این گرما به
مخزن منتقل می‌شود. هرچه مقدار گرمای بیشتری به مخزن منتقل شود،
حرکت حرارتی بیشتری هم در آن ایجاد می‌شود و از این رو ، پخش انرژی
به میزان بیشتری اتفاق می‌افتد. از این نکته استنباط می‌شود که
اگر گرما به مخزن
سردی منتقل شود، کیفیت انرژی نسبت به موردی که آن گرما به مخزن
گرمتری داده شود، انحطاط بیشتری خواهد داشت. در مورد اخیر می‌توانیم
در اثر جاری شدن گرمای 'dq از یک مخزن سرد به مخزن سردتری کار
استخراج کنیم، اما اگر این گرما مستقما به مخزن سردتر منتقل شود،
استخراج چنین کاری امکان پذیر نیست.
وقتی که مقدار زیادی حرکت حرارتی در دمای پایین ایجاد شود، تغییر آنتروپی بزرگی اتفاق می‌افتد. برای فرآیند آدیاباتیک
q'=0 when ∆S'=0
این
نتیجه برای هر فرآیندی ، برگشت پذیر یا برگشت ناپذیر ، صحیح است،
تا زمانی که مناطق گرم محلی در محیط ایجاد نشود، یعنی زمانی این
نتیجه صحیح است که محیط ، تعادل درونی خود را حفظ کند. اگر مناطقی
محلی بوجود آید، انرژی از این مناطق بطور خودبخودی پخش می‌شود و در
نتیجه آن آنتروپی تولید می‌شود. موقعی که یک واکنش شیمیایی با تغییر
آنتالپی ∆H در
سیستمی انجام می‌شود، گرمایی که در فشار ثابت وارد محیط می‌شود،
برابر با
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
|
Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons |
آرشیو موضوعی
|
|
از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟