Springen naar inhoud

Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

etpower

    etpower


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 10:34

Hallo,

Bij het studeren van het begrip entropie stuitte ik op een probleem wanneer ik 2 natuurwetten bij elkaar probeer te brengen...

- Enerzijds streeft een systeem naar zoveel mogelijk wanorde (een grote entropie dus), aangezien thermische energie de entropie verhoogt kunnen we dus warmte aanwenden om een entropieverhoging te bekomen.
- Anderzijds streeft de natuur wel steeds naar een minimale energieinhoud...en dus een zo laag mogelijke tempertuur zou ik denken....

Deze 2 stellingen lijken wel in strijd met elkaar te zijn.

Op welk vlak redeneer ik fout?

Mvg,
Erik

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 19 december 2009 - 10:43

Bij de overgangen vast --> vloeibaar --> damp inclusief de tussengelegen temperatuurtoenames zou de entropie toenemen.
Intussen neemt de vanderwaalsenergie alsmede de thermische energie toe.
Je lijkt gelijk te hebben.

#3

Dr.Gallons

    Dr.Gallons


  • >100 berichten
  • 119 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 11:07

- Anderzijds streeft de natuur wel steeds naar een minimale energieinhoud...en dus een zo laag mogelijke tempertuur zou ik denken....

....

Op welk vlak redeneer ik fout?

De natuur streeft niet naar minimale energie. Alle criteria die bepalen of een bepaald proces spontaan is (bijv. dG = 0), zijn in feite verhulde uitspraken over de toename van entropie.

Dus de 2 natuur wetten die je aanstreept, zijn hetzelfde.

#4

etpower

    etpower


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 11:25

Hmm, maar hoe komt het dan dat elektronen steeds op een zo laag mogelijk energieniveau willen gaan zitten bvb?
Heeft dit ook een totale entropieverhoging als oorzaak of kan ik dit voorbeeld gewoonweg niet in in verband brengen met het systeem van orde en wanorde?

#5

Dr.Gallons

    Dr.Gallons


  • >100 berichten
  • 119 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 12:27

Hmm, maar hoe komt het dan dat elektronen steeds op een zo laag mogelijk energieniveau willen gaan zitten bvb?
Heeft dit ook een totale entropieverhoging als oorzaak of kan ik dit voorbeeld gewoonweg niet in in verband brengen met het systeem van orde en wanorde?

In het geval van spontane emissie vervalt een aangeslagen atoom door een willekeurig foton uit te zenden wat leidt tot een hogere entropie.

#6

etpower

    etpower


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 17:26

Okť, dan denk ik dat ik ermee weg ben, bedankt voor de uitleg! :eusa_whistle:

#7

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 19 december 2009 - 18:16

In het geval van spontane emissie vervalt een aangeslagen atoom door een willekeurig foton uit te zenden wat leidt tot een hogere entropie.

Een atoom wordt aangeslagen door het absorberen van een foton. Wat gebeurt nu met de entropie? Let erop dat bij het uitzenden van een foton de entropie toeneemt.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

#8

Vladimir Lenin

    Vladimir Lenin


  • >250 berichten
  • 829 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 19:51

Ik zie geen tegenstrijdigheid, in tegendeel zelfs, entropie zou wel eens de oorzaak van de enthalpie kunnen zijn. Het begrip "Simulated Annealing" op Wikipedia(nl) maakt juist gebruik van die entropie om enthalpie te bereiken. Bij hoge temperaturen is er een hogere entropie maar dit zorgt ervoor dat wanneer de temperatuur laag wordt de vorm van een molecule ťťn van de laagste is. Op die manier worden kristallen gemaakt.

Veranderd door Vladimir Lenin, 19 december 2009 - 19:52

"Als je niet leeft zoals je denkt, zul je snel gaan denken zoals je leeft."
--Vladimir Lenin-- (Владимир Ильич Ульянов)

#9

Dr.Gallons

    Dr.Gallons


  • >100 berichten
  • 119 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 december 2009 - 13:37

Een atoom wordt aangeslagen door het absorberen van een foton. Wat gebeurt nu met de entropie? Let erop dat bij het uitzenden van een foton de entropie toeneemt.

Aangezien entropie een statistische grootheid is, is het in zekere zin onzinnig om een systeem met maar 1 atoom te analyseren op basis van entropie (of thermodynamica in het algemeen). Theoretisch gezien bestaat het systeem uit een atoom en een stralingsveld en je zou kunnen proberen om dat te beschrijven m.b.v. thermodynamica. Helaas weet niemand (voor zover mij bekend) hoe je dat zou moeten doen. De entropie van een stralingsveld is niet gedefinieerd.

Het antwoord op jouw vraag (voor zover mogelijk), komt vanuit het besef dat er niet zoiets bestaat als spontane absorptie. Om een atoom in een aangeslagen toestand te krijgen moet je het in een stralingsveld plaatsen, bijv. door het in een laserstraal te plaatsen. In dit geval vind absorptie plaats vanuit een coherent stralingsveld en emissie volgens:

1) gestimuleerde emissie, wat 'dezelfde' fotonen oplevert als in de laserstraal
2) spontane emissie, wat 'willekeurige' fotonen oplevert.

In termen van 'wanorde' is er dus een verschil in absorptie en emissie, namelijk: absorptie is een minder wanordelijk proces dan emissie.

Dit is het basis principe achter laser-cooling. Let op: in zulke toepassing bestaat het 'systeem' uit een grote hoeveelheid atomen die m.b.v. thermodynamica beschreven kunnen worden. Bij koelen neemt de entrope van het systeem af wat wordt 'goedgemaakt' door een toename van entropie in de omgeving. Het stralingsveld behoort tot de omgeving waarover geen specifieke uitspraken gedaan worden.

#10

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 20 december 2009 - 18:28

Ik kan schrijven dat je antwoord mij bevalt :eusa_whistle:
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures