آنتروپی دقیقا چیست و چه چیزی در مورد آن شگفت‌انگیز است؟
آنتروپی یکی از مفاهیم مهم در شیمی و فیزیک است که کمک می‌کند تا بفهمیم چرا برخی از فرآیندها به سمت خاصی پیش می‌روند و نه به سمت دیگر.
چرا یخ آب می‌شود؟ چرا شکر در قهوه حل می‌شود؟ چرا هوای داخل لاستیک پنچر شده بیرون می‌رود؟ و خیلی سوالات دیگر!
آنتروپی چیست؟
آنتروپی معمولاً به عنوان معیاری برای سنجش بی‌نظمی توصیف می‌شود. با اینکه این توصیف به درک آنتروپی کمک می‌کند، اما ممکن است گمراه‌کننده هم باشد. به عنوان مثال، مردم فکر می‌کنند که یک فنجان یخ خرد شده بی‌نظم‌تر از یک لیوان آب در دمای اتاق است. اما در واقع، یخ آنتروپی کمتری دارد.
برای درک بهتر آنتروپی، می‌توانیم از مفهوم احتمال استفاده کنیم. بیایید دو بلور کوچک را در نظر بگیریم که هر کدام از شش پیوند اتمی تشکیل شده‌اند. انرژی موجود در هر بلور به صورت پیوندهای اتمی ذخیره می‌شود که می‌تواند از واحدهای کوچکی به نام کوانتا تشکیل شده باشد. هر کوانتا یک بخش برای ذخیره انرژی پیوندها است. هر چه یک بلور بیشتر انرژی داشته باشد، گرم‌تر می‌شود.
حالا بیایید مفهوم میکروحالت را بررسی کنیم. در هر بلور، راه‌های مختلفی برای توزیع انرژی وجود دارد که انرژی کل هر سیستم بلوری همیشه یکسان است. به هر یک از این راه‌ها میکرو حالت می‌گویند. به عنوان مثال، اگر یک بلور دو کوانتا و دیگری شش کوانتا انرژی داشته باشد، 9702 میکروحالت برای توزیع انرژی در این سیستم‌ها وجود دارد.
اگر فرض کنیم که هر میکرو حالت احتمال مشابهی برای وقوع دارند، می‌توانیم بگوییم که برخی پیکربندی‌های انرژی بسبب تعداد بیشتر میکروحالت‌هایشان، احتمال وقوع بیشتری دارند. بنابراین آنتروپی به معنی سنجش احتمال وقوع هر پیکربندی انرژی است.
بنابراین همانطور که گفتیم، پیکربندی انرژی که بیشتر انرژی را بین پیوندها توزیع می‌کند، بالاترین آنتروپی را دارد. به همین دلیل، آنتروپی را می‌توان به عنوان اندازه‌گیری توزیع انرژی در نظر گرفت. آنتروپی کم یعنی انرژی سیستم متمرکز است و آنتروپی بالا به معنای پخش شدن انرژی در سیستم است.
