Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
Moderator: physicalattraction
-
- Berichten: 6
Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
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
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
- Berichten: 3.112
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
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.
Intussen neemt de vanderwaalsenergie alsmede de thermische energie toe.
Je lijkt gelijk te hebben.
-
- Berichten: 119
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
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.etpower schreef:- 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?
Dus de 2 natuur wetten die je aanstreept, zijn hetzelfde.
-
- Berichten: 6
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
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?
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?
-
- Berichten: 119
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
In het geval van spontane emissie vervalt een aangeslagen atoom door een willekeurig foton uit te zenden wat leidt tot een hogere entropie.etpower schreef: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?
-
- Berichten: 6
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
Oké, dan denk ik dat ik ermee weg ben, bedankt voor de uitleg! :eusa_whistle:
- Berichten: 3.330
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
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.In het geval van spontane emissie vervalt een aangeslagen atoom door een willekeurig foton uit te zenden wat leidt tot een hogere entropie.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?
- Berichten: 829
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
Ik zie geen tegenstrijdigheid, in tegendeel zelfs, entropie zou wel eens de oorzaak van de enthalpie kunnen zijn. Het begrip [wiki=nl]Simulated Annealing[/wiki] 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 één van de laagste is. Op die manier worden kristallen gemaakt.
"Als je niet leeft zoals je denkt, zul je snel gaan denken zoals je leeft."
--Vladimir Lenin-- (Владимир Ильич Ульянов)
--Vladimir Lenin-- (Владимир Ильич Ульянов)
-
- Berichten: 119
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
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.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.
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.
- Berichten: 3.330
Re: Entropie in strijd met het streven naar minimale energie?
Ik kan schrijven dat je antwoord mij bevalt :eusa_whistle:
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?