Notion d'entropie dans la science moderne

Devise:

Albert Einstein a examiné les lois de la thermodynamique comme des «lois primordiales de toutes les sciences" et Sir Arthur Eddington dit à leur sujet: "le deuxième principe de la thermodynamique détient la suprématie des lois de la nature ... Si votre théorie est contre la deuxième loi de la thermodynamique, je peut vous donner aucun espoir, il n'y a rien à faire pour cette nouvelle théorie que de tomber dans l'humiliation abysal possible .... "

Le monde est plein de faux moralistes et ceux qui ont planté épouvantails! Dommage pour ceux qui vont dans une seule direction, car tout le troupeau va dans la même direction!

Contexte et explication actulle
Il n'y a pas de définition unique du concept de l'entropie, bien que différentes mais deffinitons ont été proposées au cours du temps, il existe une oppinion admis que toutes ces définitions sont équivalents les uns aux autres. Ainsi, l'entropie peut être défini comme:
• Une mesure de la probabilité d'obtenir un résultat particulier;
• Une mesure du désordre d'un système thermodynamique;
• un rapport entre la chaleur et de la température absolue du système.
Il ne est pas nécessaire de se attarder trop sur ces définitions, car ils sont décrits en détail dans tout manuel de physique élémentaire.
Bien sûr, avoir ces options pour définir l'entropie, la deuxième loi de la thermodynamique n'a pas une forme standard. Seulement quelques-uns d'entre eux sont illustrés ici, mais il ya au moins 10 différentes expressions ,, pour cette loi".
La formulation donnée par Kelvin: Aucun processus ne est possible dans lequel le seul résultat est l'absorption de la chaleur à partir d'un réservoir et sa conversion complète dans le travail .;
La formulation donnée par Clausius: "Heat ne peut jamais passer d'un froid à un corps chaud, sans autre changement, y relative, se produisant en même temps .."
Clausius a introduit le concept d'entropie et a donné d'autres formulations de la deuxième loi sur la base de ce concept comme: l'entropie d'un système isolé ne diminue jamais
Il est admis que la deuxième loi de la thermodynamique est la loi la plus soutenue et la plus universelle de la physique; après cela, on peut en conclure que tout l'univers évolue dans le temps vers un trouble de plus en plus ....
Plus est admis que la loi permet de définir la notion de passé et l'avenir tant en physique et dans l'univers réel. Depuis l'entropie d'un système isolé augmente avec le temps, la mesure de sa valeur à différents moments, nous pouvons dessiner un graphique simple du changement d'entropie et de cette façon nous pouvons définir un axe de temps ou d'un sens du temps. ,, Temps "augmentera le degré de« désordre »d'un système, et dans la correspondance est biunivoque. Cette asymétrie au niveau macroscopique peut fournir possibilité empirique de différencier entre le passé et l'avenir des événements et donc le temps thermodynamique est une unité anisotrope. Pour toute autre loi physique, le temps est une taille isotrope, ce est à dire les lois physiques sont invariantes par rapport au renversement du temps.
Plus tard, les chercheurs ont étudié les effets de la deuxième loi de la thermodynamique et reconnu "que cette loi est universellement valable pour un plus large éventail de processus, pas seulement physique". Il est considéré qu'il n'y a aucune exception à cette loi et tous les événements, de la plus simple à la plus complexe, tous les processus dans l'univers obéir à cette loi. Par conséquent, les effets de la loi ont été étendues à des processus chimiques, biologiques, sociologiques, d'information, etc.

Pourquoi le concept actuel de l'entropie est plein de non-sens ...

1. Entropie et procédés biologiques ou chimiques

Bien que la physique postule que l'entropie augmente toujours ou reste constante pour un système isolé, ce ne est pas du tout respecté dans la chimie. En ce qui concerne les processus biologiques sont principalement basées sur des procédés chimiques et biochimiques, la loi ne est pas respectée dans les systèmes biologiques aussi. Il ne est pas nécessaire d'introduire de nouveaux concepts en chimie actuelle pour montrer que la seconde loi de la thermodynamique est manifestement contredite par des procédés chimiques communs. Une réaction chimique ne se fait pas toujours à augmenter l'entropie du système.

Depuis le début de la chimie en tant que science, les données expérimentales ont montré qu'il existe deux facteurs qui affectent la spontanéité d'un processus chimique:
• la spontanéité est favorisée lorsque le processus est exothermique;
• spontanéité est favorisée lorsque augmente, le degré de caractère aléatoire ,, "du système.
Afin de décrire mathématiquement l'influence de ces facteurs sur la spontanéité des processus chimiques dans la chimie physique ont introduit deux concepts:
• enthalpie de réaction qui caractérisent l'endo ou exo thermicité d'un procédé chimique
• entropie qui mesure le degré de trouble du système.
Plus tard, Gibbs a défini une nouvelle quantité appelée l'énergie libre de réaction (G) défini comme G = H TS, où H est l'enthalpie, T est la température absolue et S est l'entropie. En chimie (ultérieur et en biologie), l'énergie libre de réaction est utilisé comme un indicateur de la spontanéité d'un procédé chimique et non l'entropie, tel que requis par le second principe de la thermodynamique.
Mathématiquement, il peut être déterminé (onglet 1) les combinaisons de l'enthalpie et entropie conduit à des réactions chimiques spontanées (prochainement une G négative signifie un processus chimique spontanée).

 Comme il est facilement observable, dans la chimie actuelle, la spontanéité et l'évolution d'un des systèmes chimiques est donnée par la combinaison de trois facteurs, parce que la température doit-il être considéré comme un facteur indépendant à côté enthalpie et l'entropie.

Lorsque l'enthalpie et l'entropie ont des signes différents (cas 1 et 4), ils fonctionnent de la même manière et le processus ne est pas spontanée dépend de la température. Lorsque l'enthalpie et l'entropie sont du même signe (cas 2 et 3), leur effet est opposé et donc le changement de température provoquera un facteur à être dominante. Dans ces cas, la spontanéité est dépendante de la température. Pour le cas 2, l'abaissement de la température au-dessous d'une certaine limite, faire de l'énergie libre de réaction pour devenir négatif et le processus d'être spontané; l'inverse est valable pour le cas 3, où une hausse de la température sur une certaine limite, de rendre le processus d'être spontanée.
Ce est plus que la motivation des hilarante introduisant les concepts de potentiel thermodynamique (énergie libre de réaction) dans la science au lieu de travailler directement avec second principe de termodyinamicii. Si la variation d'entropie peut dire quels processus sont spontanée, alors que faire de la chimie besoin de ces potentiel thermodynamique? La conclusion logique à tirer est que, dans ce cas, l'évolution des systèmes chimiques et biologiques ne peut pas être déduite du second principe de la thermodynamique.
Par conséquent, sans la nécessité de nouveaux concepts, théoriciens devraient limiter la généralité de la deuxième loi de la thermodynamique seulement à des phénomènes physiques (lesquelles?!) Et accepter que pour les systèmes chimiques et biologiques, l'entropie est juste facteur d'un ensemble de trois facteurs qui affecter leur évolution.
Dans la nouvelle théorie, qui sera décrit en détail dans le livre, le concept actuel de l'entropie est reconsidérée à sa ,, vraie valeur ».

2. Ordre, désordre et l'entropie

La définition de l'entropie comme une mesure de désordre d'un système physique peut être facilement écartée lors d'une brève analyse des concepts ordre et le désordre.

En 1850, Rudolf Clausius introduit le terme «entropie» comme une quantité qui augmente en raison de la chaleur. Parce qu'à cette époque (et encore aujourd'hui), la chaleur se réfère généralement au mouvement aléatoire des particules constituant un système, l'entropie a été considéré comme similaire au degré de «désordre» que le système a. Il est important de noter que les études thermodynamiques les phénomènes thermiques sans tenir compte de la structure atomique moléculaire des corps. Il ne marche pas étudier le mécanisme des phénomènes, par conséquent, ne pas utiliser les représentations structurelles des corps matériels. Bien sûr, l'ordre atomique est associée à un motif particulier d'agencement des atomes dans une structure spécifique, tandis que le trouble est associé à l'absence de modèle. Pour être plus précis, dans le cas de l'état solide, la structure cristalline est considérée comme un état ordonné tandis que la structure amorphe est considéré comme un une désordonnée. Pour les liquides et les gaz (idéales ou réels), il ne peut pas être acceptée l'existence d'une structure ordonnée ou désordonnée depuis les particules constitutives d'un liquide ou de gaz sont constamment en mouvement.
Considérons un matériau amorphe (verre, de l'asphalte, etc.) Soumis à un procédé de refroidissement d'une température de T1 = 300 ° C jusqu'à une température de T2 = 100 ° C. Aux deux températures de la matière est présentée sous une forme solide, mais nous nous intéressons à la façon dont les systèmes de commande ,, augmente ou diminue "entre les deux températures. Supposons pour la température T1, nous avons un S1 correspondant de l'entropie du système et de la même entropie du système à la température T2 est S2. Conformément à la troisième loi de la thermodynamique, qui stipule que l'abaissement de la température diminue l'entropie, nous devons avoir S2 <S1.
Mais est-ce diminution de l'entropie reflète dans l'ordre du système de plus en plus?
La question est rhétorique et la réponse peut donner même un novice en physique. L'abaissement de la température ne augmente pas le degré de commande du système, ce est à dire une matière amorphe ne peut pas être transformée en un cristal. Les études de diffraction électronique et -ray température X peut confirmer que le changement de température ne conduit pas à des changements dans l'arrangement des atomes dans le réseau, de sorte qu'il ne change pas le degré d'ordre ou le désordre. Avec la diminution des variations de température, en fait il n'y a qu'une prescription pour le mouvement de ces atomes autour de la position d'équilibre.
Prenons une autre expérience, souvent utilisé dans l'argumentation de l'irréversibilité des phénomènes physiques et augmentation de l'entropie. Une balle frappe une plaque et en fonction de la nature de la collision d'une balle énergie cinétique inférieure ou supérieure se transforme en chaleur. Si la collision est presque élastique, seule une petite fraction de la boule d'énergie est transformée en chaleur. Si la collision est la balle et / ou une surface en plastique sont déformées et à proximité de toute l'énergie cinétique de la balle est convertie en chaleur. Dans les deux cas, les théoriciens actuels justifient l'entropie du système augmente (moins évidentes pour collision élastique), parce que la quantité de chaleur dégagée lors de l'impact correspond à une augmentation de l'entropie du système.
Mais cette croissance ,, "l'entropie du système correspond à une augmentation de la désorganisation du système?
Pour collision près élastique, la quantité de chaleur dégagée est dissipée sans préavis changements macroscopiques pour les organismes étudiés. Au niveau atomique, à l'aide de rayons X et de diffraction d'électrons, il peut être vérifié qu'il n'y a pas de changement dans la structure d'origine (cristalline ou amorphe) des matériaux constitutifs.
Même en cas de collision plastique, lorsque le montant total de l'énergie cinétique est transformée en chaleur, il ya pas de changement dans l'état de l'ordre ou le désordre au niveau microscopique (hors le cas où la quantité de chaleur produite est si grande que le matériau fond ou une vaporisation se produit!). Theorticians actuels affirment qu'au cours de ces affrontements, le système passe d'un état avec une faible probabilité à un état avec une forte probabilité, et comme conséquence de ce changement conduira à mouvement chaotique particules de matière: mais ce ne est assumtion fabulation pure. Bien sûr, en cas de colision en plastique, il ya un changement dans la forme de balle et / ou de la surface, mais ce sont des effets secondaires qui ne affectent pas l'ordre et le désordre; ces changements ne affecte que la valeur d'utilité de certaines marchandises en vue de l'utilisation pratique.
Par conséquent, la théorie proposée prétend qu'il n'y a aucun lien entre le concept d'entropie et l'ordre à l'échelle microscopique ou macroscopique. Élargir les lois de la thermodynamique au comportement humain, où l'ordre et le désordre sont plus que des concepts subjectifs, est une erreur impardonnable de la physique moderne et cette erreur doit être évitée à l'avenir.

3. Pourquoi entropie ne peut pas être défini comme une probabilité ou sous forme de chaleur divisée par la température absolue soit

Expérimente 1. L'entropie d'un mélange de gaz parfaits

Considérons deux récipients remplis avec des volumes égaux de gaz nobles reliés par un tube étroit comme le montre la Fig. 1. Un récipient est rempli d'hélium et de xénon autre. Température des deux ballons est de 25 ° C et la pression du gaz est de 0,5 atm à l'intérieur et à l'équilibre avec la température environnante. Dans ces conditions, les deux gaz ont un comportement similaire à celui d'un gaz parfait.

Figure 1 Entropy changement au cours de mélange de gaz.

Lorsque la soupape qui relie les deux compartiments est placé dans la position ouverte, ballons gaz se mélangent spontanément et les paramètres du système restent constants (pression, température, nombre total de moles de Ce ou Xe en volume entier).
Il est admis que la variation d'entropie (une augmentation de l'entropie dans ce cas) est le moteur qui génère la redistribution des atomes de He et Ar entre les deux ballons, jusqu'à ce qu'il atteigne un état de distribution maximale (diffusion), comme illustré sur la figure . 1.

Pourquoi l'explication actuelle est qu'un monument de l'absurde ...?
 Théorie moléculaire cinétique suppose qu'un particules de gaz parfaits subissent des collisions élastiques avec l'autre ou avec les parois du récipient; mais vous ne trouverez dans aucun livre de physique ou même dans les traités de pointe, ce qui se produisent quand deux gaz avec des poids moléculaires différents mélanges à la même température.
Voyons quelles conclusions sont déduites quand un volume d'hélium (poids moléculaire M_He = 4) se mélange avec un volume de Xe (poids moléculaire M_XE = 131). Pour plus de simplicité à considérer V_He = V_xe = 1 m3 et la température du système T = 298K. Du point de vue expérimental, après ouverture de la vanne, les gaz se mélangent sans absorbant ou libérant de la chaleur, et la température du système reste le même. Mais ces faits expérimentaux en accord avec la théorie cinétique moléculaire?
Nous considérons que la température d'un gaz doit être une mesure de l'énergie cinétique des molécules et l'énergie cinétique dépend du carré de la vitesse de la molécule.
À la température T = 298 K, des atomes d'hélium, respectivement atomes Xe déplacer considérablement différentes vitesses moyennes. Ceux-ci peuvent être calculés avec la formule: , où R est la constante universelle des gaz, T est la température et M est le poids moléculaire.

Pour He nous avons:: ; Pour Xe nous avons 

Comme on peut le voir, il existe une grande différence entre les vitesses des atomes d'hélium et des atomes Xe à la même température.

Lorsque la vanne est ouverte et les gaz commencent à mélanger, et même après son arrivée à l'équilibre, il y aura des collisions entre les atomes d'hélium et de xénon, et les collisions d'atomes individuels de xénon ou l'hélium, avec parois du récipient.
Comme résultat de collisions entre les atomes et les murs, les vitesses xénon ou de l'hélium reste constante (mur peut être considéré masse infinie par rapport à la masse des atomes).
Cependant, les atomes d'hélium peuvent entrer en collision avec les atomes de xénon à l'intérieur du récipient. Théorie cinétique moléculaire nous donne une unité spécifique qui estime la distance par un tel atome avant la collision a lieu et il peut être démontré que nous avons une haute fréquence de ces collisions.
Pour simplifier la situation, nous considérons que les collisions frontales entre les atomes He et Xe; en cas de collisions réelles qui peuvent avoir lieu ne importe quel angle d'incidence, la situation est plus difficile à traiter mathématiquement, mais les conclusions sont les mêmes.
Notant avec des vitesses de U1 et U2 avant la collision et V1 et V2 leur vitesse après la collision, et considérant que m1 et m2 sont les mases des organismes participant à la collision, on peut appliquer la loi de conservation de l'impulsion et de l'énergie, afin pour calculer les vitesses finales.
; 
La résolution de ce système d'équations par rapport aux rendements v1 et v2:
;    
Dans notre cas ayant u1 = 1363 m / s et u2 = -238 m / s, m1 et m2 = 4 = 131, nous arrivons à la finale:

 and 

Bien sûr, le signe moins signifie un changement de vitesse de direction atome vecteur d'hélium par rapport à la direction initiale considéré comme positif.
Comme on peut le voir, la vitesse des atomes impliqués dans la collision changements élastiques, ce qui conduira à l'existence de deux températures différentes, et les deux seront différentes de celle expermental.
La température donnée par les atomes d'hélium doit être:

, et une autre donnée par le xénon: 

Ces résultats sont plus désastreux que la théorie cinétique moléculaire. Lorsque le mélange des deux gaz parfaits, l'énergie des particules devrait changer en fonction de toute une série de facteurs tels que le poids moléculaire des molécules impliquées dans la collision, l'angle de collision, etc. Dans ces conditions, la température actuelle de concept théorique devient vide de sens , et bien sûr l'ensemble thermodynamique en l'absence de ce concept est un non-sens.
Non seulement le concept de la température, mais le concept de diffusion de gaz est incompatible avec les données expérimentales aussi.
Supposons que la conduite reliant les deux récipients a une longueur d'au moins 2 m et que la soupape est fixée au milieu de la tube.When la vanne est opne, les atomes d'hélium auront tendance à se déplacer vers le réservoir de xénon et des atomes de xénon auront tendance à se déplacer dans le réservoir d'hélium. Toutefois, en raison des collisions entre ces espèces, les atomes d'hélium sont renvoyés à la même cuve à une température plus élevée, tandis que les atomes de xénon sont capables de pénétrer le long du tube de raccordement au réservoir d'hélium. Par conséquent, une diffusion du gaz de haut poids moléculaire dans le gaz de faible masse moléculaire doit être observé. Ce assumtion est clairement en contradiction avec la loi de la diffusion ..... Bien sûr, en plus en contradiction avec la loi de diffusion, le modèle actuel conduit à des effets thermiques importants qui ne ont jamais été observées expérimentalement. Il est impossible lorsque le mélange de deux gaz, à la fois à la température ambiante pour parvenir à des températures différentes .... une pour augmenter sa température à environ 215 ° C, et l'autre pour la diminuer à environ -165 ° C ......
 Dans la théorie proposée, comme indiqué ci-dessus, toute la théorie cinétique moléculaire de gaz est considérée comme absurde et retiré de la science. En outre, le concept d'entropie tel que défini actuellement est considérée comme absurde théorie cinétique.

Vers la fin, mais tout aussi important, il est nécessaire de comparer entre eux, les deux définitions de l'entropie basées sur le concept de probabilité et de la chaleur.
Il est reconnu que l'entropie caractériser chaque état d'un système thermodynamique et est étroitement lié à la probabilité thermodynamique (également appelé poids statistique) de l'Etat respectif. La relation entre l'entropie et la probabilité d'un état thermodynamique cet état a été établi par Boltzmann: S = k lnW où k est une constante de proportionnalité appelée probabilité thermodynamique constante et W Boltzmann de l'état respectif
D'autre part, l'entropie en fonction du second principe de la thermodynamique, à un processus réversible infinitésimal peut être écrite comme:  et de processus irréversibles:

Un gaz est constitué de molécules individuelles qui ont de faibles forces d'attraction entre eux. Mais pour la question qui est sous forme liquide, et surtout l'état solide, les forces d'attraction entre les particules sont assez forts. Cela rend impossible une distribution probabiliste de particules pour de tels systèmes. Par exemple, si un solide est formé à la suite d'une réaction chimique, particules constitutives ist ne sont pas libres de se déplacer de façon aléatoire et d'avoir un ordre aléatoire. Il ya un certain agencement de motif d'atomes dans un solide. L'exemple le plus simple serait la formation de chlorure d'ammonium solide, lorsque le chlorure d'ammoniac et de gaz réagit acides. Pour l'acide chlorhydrique et de l'ammoniac à l'état gazeux, il est acceptable que ces molécules peuvent avoir une distribution aléatoire et nous pouvons décrire leur comportement sur la base de lois statistiques. Cependant, une fois le chlorure d'ammonium est formé aucun atome de ce complexe a la liberté de mouvement et il fait partie d'une structure appelée un cristal macroscopique. Ni molécule de chlorure d'ammonium dans son ensemble, ne est plus libre de se déplacer à l'intérieur du cristal ou redistribuer statistiquement. Par conséquent, le concept d'entropie comme un poids statistique pour les solides et liquides est plus alors un non-sens.
Aussi absurde sont les interprétations actuelles de dissolution ou d'autres phénomènes physico-chimiques qui sont considérés pour être entraîné par un état de probabilité maximale (augmentation de l'entropie).
Si l'on prend quelques grains de sel (NaCl) dans un verre d'eau, il est noté que le sel est dissous après une certaine période de temps, même en l'absence d'agitation. Il est reconnu que la dissolution se produit parce que l'entropie du système est augmentée lorsque le sel est dissocié en ions et former une solution. Mais cette interprétation ne donne aucune indication sur ce qui se passe à l'entropie quand le sel est ajouté à une plus grande quantité de manière à dépasser la limite de solubilité du chlorure de sodium (36 g par 100 ml d'eau à 25 ° C). Si l'on ajoute 40 g de sel par 100 ml d'eau (25 ° C) noter que seulement environ 36 g de sel se dissout et le reste de 4 grammes demeure solide avec ou sans ballon agitation.
Comment interpréter ce simple fait?
A, le sens commun "interprétation devraient admettre qu'il ya un facteur limitant qui empêche entropie croît continuellement. Dans le cas présenté, la solubilité est un facteur plus profonde et plus importante que l'entropie, et nous ne pouvons pas parler de l'entropie sans tenir compte de la solubilité.
Bien sûr, cela peut être encore une autre expérience simple pour démontrer que la solubilité est plus important que la tendance postulée par principe II de la thermodynamique.
Il est bien connu que l'eau et l'huile (comestible) ne se mélangent pas à cause de leur faible solubilité mutuelle. Cependant, si un mélange d'huile -eau est soumis à un processus d'agitation vigoureuse, une dispersion d'huile dans l'eau est formée et ceci peut être maintenue aussi longtemps que l'agitation est maintenue. Cet état de dispersion a un état beaucoup plus élevé de trouble par rapport à l'état initial quand il y avait deux liquides non miscibles distincts fondés sur la densité. Cependant, dès que l'agitation est interrompue, le système retourne à l'état initial, et nous avons deux couches non miscibles séparés par la différence de densité. Il semble que la loi de la solubilité est plus important que l'augmentation de l'entropie AAND deuxième principe de la thermodynamique, parce que le sistem inverse à l'état initial, même dans la finale de l'entropie état du système diminue.