יום אחד אמא נכנסה לי לחדר והתחילה להתפחלץ. הכיסא היה מלא בבגדים, על הרצפה מפוזרים בערימות פחות או יותר שוות בגודלן (השתדלתי), נעליים, חזיות, פאזל על כל חלקיו (או בערך), כבלי חשמל, חולצות שנפלו מהכיסא, צלחת או שתיים ששכחתי להוריד למטה אחרי ארוחת שחיתות (חסה עם גבינה לבנה ^^), ואפילו המגבת שלי (אותה זרקתי לכביסה מיד).
"מה זה כל אי הסדר הזה?!" היא מיהרה לשאול בזעם ובתסכול לנוכח בתה חסרת התקנה.
הושבתי אותה על ערמת הבגדים שהתיימרה להיות מושב הכיסא המרופד שלי, הרגעתי אותה, והתחלתי להסביר לה כמיטב יכולתי:
מישהו חכם בכימיה אמר פעם שכשיש יותר בלאגן בעולם, העולם יציב יותר. כך בעצם נולד מושג האנטרופיה. אנטרופיה פירושו מידת אי הסדר של חומר מסוים בעולם המוכר לנו.
כך נוצרה המשוואה הנ"ל:
DG = DH - TDS
DG פירושו האנרגיה המנוצלת לעבודה, שהולכת למערכת (המקום בו מתבצעת התגובה הנתונה), לאיבוד.
DH פירושו סך כל האנרגיה המשתחררת והנקלטת מהמערכת ועל ידיה במהלך התגובה.
T פירושו הטמפרטורה (זה הכי פשוט, נכון? ^^)
DS פירושו סך כל ערכי האנטרופיה של כל החומרים המשתתפים בתהליך הנתון.
אם לוקחים בחשבון שמנקודת המבט של המערכת, האנרגיה המנוצלת לעבודה בעצם נלקחת ממנה, הרי שהמערכת מאבדת אנרגיה. ומכאן שעל מנת שתהליך יוכל להתקיים, DGחייב להיות קטן מאפס (DG<0). מכאן ניתן לעשות את ההצבה הבאה:
במקום DG, נציב את הערך y.
במקום DH, נציב את הערך n.
במקום T, נציב את הערך x.
במקום DS-, נציב את הערך m.
בהצבה במשוואה נקבל:
y = n + xm.
ובצורה מסודרת יותר:
y = mx + n.
מה קיבלנו? ß את משוואת הקו הישר :).
מסובך? זו עוד רק ההתחלה :). עכשיו נציב את המסקנה הקודמת - DG<0:
y = mx + n.
ואם:
y < 0
אזי:
mx + n < 0
נפעיל מעט אלגברה פשוטה:
בידוד mx:
mx < -n
חילוק ב-x:
m < -n/x
מכיוון ש-x מייצג לנו טמפרטורה (זוכרים?), והטמפרטורה במשוואה הזו נמדדת במעלות קלווין, (273 מעלות קלווין שוות לאפס מעלות צלזיוס), לא ניתן לרדת לפחות מ-0 מעלות קלווין בעולמנו המוכר, זו טמפרטורה פשוט נמוכה מדי. לכן אפס מעלות קלווין נחשבות עבורנו כאפס המוחלט. בנקודה שקטנה מאפס מעלות קלווין, התיאוריה היא שלחומר אין נפח. ואי אפשר לבדוק את זה כמובן... אבל נחזור לענייננו. מכיוון שהטמפרטורה תמיד גדולה מאפס, הביטוי n/x- תמיד יהיה שלילי.
ומכאן נובע, אם נחזור לערכים המקוריים שלנו:
DS < -DH/T-
או:
-TDS < -DH
או:
TDS > DH
מכאן ניתן להבין, שבהצבה בנוסחה הראשונית ממנה יצאנו (להזכירכם: DG = DH - TDS), אנחנו יכולים להסיק, שלא משנה מה יהיה הערך של DH, חיובי או שלילי, התוצאה של המשוואה תהיה שלילית. ניקח לדוגמה מספר ערכים:
DH = 2 ומכאן ש: TDS = 3 (כי כבר הוכחנו את הטענה הזו קודם).
לכן:
DH - TDS = 2 – 3 = -1. התוצאה שלילית.
דוגמה נוספת:
DH = -2. מכאן ש: TDS = -1.
לכן:
DH - TDS = -2 –(-1) = -1. שוב, תוצאה שלילית.
ומכאן ניתן להסיק, שככל שאי הסדר (DS, תישארו איתי עוד קצת, יש פואנטה), יהיה גדול יותר, כך ההפרש בין DH ל- DS יהיה גדול יותר (בערכו המוחלט, המספר עצמו יהיה שלילי יותר). ומשמעות הדבר, כמו שכבר סיכמנו, הוא שלפי המשוואה:
DG = DH - TDS
DG יהיה שלילי יותר. וזה אומר שהתהליך יקרה. משום ש- DG הוא האנרגיה המנוצלת לעבודה כלשהי, ואנרגיה זו אובדת מהמערכת של התגובה (התהליך המתרחש), אנחנו יכולים להסיק שהסביבה מרוויחה יותר.
מה למדנו מכל זה?
שככל שאי הסדר עולה, החברה מרוויחה יותר.
אז בפעם הבאה שאמא מבקשת לסדר את הבלאגן ("מה זה כל אי הסדר הזה?!"), פשוט תאמרו לה שאתם עושים את זה למען הסביבה. כך אתם (המערכת), משקיעים יותר אנרגיה בעבודה (DG יותר שלילי), וכך אתם בעצם משחררים אנרגיה לסביבה.
אז בלאגן בחדר... זה לא רע במיוחד... :)
למרות שאמא לא הייתה מרוצה מההסבר כל כך... היא פשוט אמרה לי: "מותק, את פצצת האטום שלך את יכולה להמשיך לתכנן... אחרי שתסדרי את החדר שלך." ויצאה כל עוד נפשה בה מהחדר :).
המילה האהובה עלי לפוסט הזה היא: חרפון. זה תמיד מוציא ממני מפלצות כאלה (הביטו למעלה!).
אוהבת את כולכם!
שלכם,
hanyou
בבלוג זה
בכל הבלוגים
כינוי:
hanyou