-ТЕРМОДИНАМІКА-
У галузі термодинаміки Людвіг Больцман зміг пояснити кілька явищ, пов’язаних з обміном енергіями в газових системах, на основі кінетичних енергій хвилювання молекул. Така теорія була також уніфікацією роботи, виконаної раніше Готфрідом Лейбніцем, Садіт Карно і Рудольф Клаузіус. Питання полягало в тому, щоб зрозуміти, як відбувався енергетичний обмін і що відбувалося в цьому процесі.
Садіт Карно сказав, що тепло має напрямок, потік, і цей потік був із системи з найвищою температурою для тих, що мають нижчу температуру, такими поняттями є ті, які використовувалися при створенні теплових двигунів у 19 столітті. Рудольф Клаузіус сказав, що «кожна термодинамічна система має свою енергію, яка розсіюється з плином часу, концепцію, яку він назвав ентропія, іншими словами, ентропія завжди збільшується з часом.
Але що таке ентропія? Простий спосіб зрозуміти, що таке ентропія...
Уявіть собі кухоль, наповнену гарячою кавою, і ви залишаєте її на столі і чекаєте кілька хвилин. години, коли він знову торкається кухля, він розуміє, що воно було не таким гарячим, як раніше, тобто тепло розсіялося в навколишньому середовищі. Аналогічно ми говоримо, що кухоль приходив у теплову рівновагу з навколишнім середовищем. Ми можемо сказати, що ентропія - це величина, яка вимірює безладність системи або її дезорганізацію, як у наведеному прикладі... тепло було зосереджено в певній точці (кухлі), а потім поширилося в навколишнє середовище.
З цими двома концепціями, сформульованими Рудольфом Клаузіусом і Садітом Карно, Больцман мав таке тлумачення другого закону термодинаміки (ентропії). Больцман сказав, що для кращого розуміння ентропії нам потрібно краще зрозуміти мікроскопічний світ, як поводяться молекули газу при низьких і високих температурах.
Побачивши це, Больцман багато вивчав і дійшов висновку, що для того, щоб зрозуміти фізику молекул газу, слід було очікувати, що нам доведеться аналізувати молекулу за молекулою, щось немислиме! Неможливо провести дослідження таким чином, тому Больцман зрозумів, що для розуміння фізики, що стоїть за молекулами газу, йому доведеться відмовитися від визначеності (детермінізму) і прийняти ймовірність і статистику. (стохастичний), щоб в цілому розуміти рух молекул газу. Рівняння, яке описує це відкриття, тепер написано на його надгробку на його честь.
S- ентропія; k- постійна Больцмана; W- ймовірність
Відео з редагуванням і субтитрами, взято з документального фільму ВВС «Порядок і безлад, історія енергії»