×

LingQをより快適にするためCookieを使用しています。サイトの訪問により同意したと見なされます クッキーポリシー.

image

Καθημερινή Φυσική | Physics, Εντροπία: Το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου

Εντροπία: Το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου

Το επεισόδιο αυτό είναι μία προσφορά των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης

και του βιβλίου «Ο άνθρωπος του Νεάντερταλ».

Γιατί αυτό το βίντεο φαίνεται φυσιολογικό… αλλά αυτό, εντελώς παράδοξο;

Το δεύτερο βίντεο είναι απλά το πρώτο που έπαιξε ανάποδα. Αυτό που δείχνει είναι παράξενο γιατί δε συμβαίνει ποτέ.

Τα παγάκια λιώνουν όταν τα αφήνεις σε θερμοκρασία δωματίου αλλά το νερό δε μεταμορφώνεται ποτέ σε προσεκτικά στοιβαγμένους κύβους πάγου.

Αν μπορούσαμε όμως να βιντεοσκοπήσουμε την κίνηση των μορίων καθώς ο πάγος λιώνει και παίζαμε αυτό το βίντεο ανάποδα, δε θα έμοιαζε καθόλου περίεργο.

Θα ήταν απολύτως συνεπές με τους νόμους της φυσικής.

Οι κινήσεις των μορίων και στις δύο περιπτώσεις είναι το ίδιο εφικτές.

Για την ακρίβεια, όλοι οι θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής, όπως για παράδειγμα οι νόμοι του Νεύτωνα, είναι χρονικά αντιστρέψιμοι.

Δεν υπάρχει κανένας τρόπος να καταλάβεις ποιο από αυτά τα δύο βίντεο παίζει κανονικά και ποιο αντίστροφα.

Ποιος είναι ο λόγος λοιπόν που βλέπουμε τα παγάκια να λιώνουν αλλάποτέ το νερό να μετατρέπεται αυθόρμητα σε πάγο;

Γιατί το γάλα που ρίχνεις στον καφέ σου σε λίγα δευτερόλεπτα ανακατεύεται σ' ένα ομοιογενές μείγμα,

αλλά ποτέ δεν πρόκειται να το δεις να επανενώνεται σε μια σταγόνα στην κορυφή της κούπας;

Όσον αφορά τα μικροσκοπικά σωματίδια, το σύμπαν δεν έχει κάποια προτίμηση στη φορά που τα πράγματα εκτελούνται.

Ο ατομικός κόσμος είναι ένας δρόμος διπλής κατεύθυνσης

Όταν όμως έχουμε τεράστιες ποσότητες σωματιδίων, αναδύεται ένας μονόδρομος.

Ένας μονόδρομος που έχουμε ονομάσει «Το βέλος του χρόνου».

Ο κόσμος πάντα εξελίσσεταιπρος την κατεύθυνση στην οποία η εντροπία αυξάνεται.

Αλλά γιατί η εντροπία πρέπει πάντα να αυξάνεται;

Και τι είναι τέλος πάντων η εντροπία;

Ας φανταστούμε τρία κοτόπουλα.

Τα κοτόπουλα αλωνίζουν τυχαία σε ένα κοτέτσι, το οποίοχωρίζεται σε 3 κομμάτια γης.

Αν κάνουμε τις πράξεις, θα δούμε πως υπάρχουν 10 διαφορετικοί τρόποι τα κοτόπουλα να ταξινομηθούν στο κοτέτσι.

Γιατί φανταζόμαστε μια μέρα στο μικρό σπίτι στο λιβάδι και τι σχέση έχουν τα κοτόπουλα με την εντροπία;

Όταν ζεσταίνεις ένα στερεό του μεταφέρεις ενέργεια.

Συνήθως φανταζόμαστε την ενέργεια ως κάτι συνεχές, κάτι που ρέει.

Όταν όμως την εξετάσουμε στο ατομικό επίπεδο, σύμφωνα με την κβαντική φυσική, η ενέργεια υπάρχει σε διακριτά πακέτα, τα λεγόμενα κβάντα.

Μπορούμε να παρομοιάσουμε τα άτομα με μικρά δοχεία, μέσα στα οποίατοποθετείται οποιοσδήποτε αριθμός πακέτων ενέργειας.

Όπως τα κοτόπουλα γυροφέρνουν τυχαία στο κοτέτσι, έτσι και τα πακέτα ενέργειας γυροφέρνουν τυχαία μεταξύ των ατόμων του στερεού.

Το στερεό είναι το κοτέτσι, τα κοτόπουλα είναι ενέργεια και τα κομμάτια γης τα άτομα.

Και αυτή πρέπει να είναι η πιο αλλόκοτη πρόταση που έχω ξεστομίσει.

Πίσω στο κοτέτσι λοιπόν.

Αυξάνοντας τον αριθμό των κοτόπουλων αλλά και των κομματιών γης ο αριθμός των πιθανών συνδυασμών αυξάνεται εκθετικά.

Πέντε κοτόπουλα σε πέντε κομμάτια γης μπορούν να ταξινομηθούν με 126 διαφορετικούς τρόπους.

Σε ένα στερεό με μόλις 30 άτομα και 30 πακέτα ενέργειας, υπάρχουν 59 τετράκις εκατομμύρια διαφορετικοί συνδυασμοί.

Τα στερεά που συναντάς καθημερινά μπορεί να έχουν μερικά επτάκις εκατομμύρια άτομα και άλλα τόσα πακέτα ενέργειας.

Οι δυνατοί συνδυασμοί ατόμων και ενέργειας γίνονται πια τόσο αδιανόητα μεγάλοι που κάνουν το μυαλό μου να πονάει

Σε αυτό το σημείο πιθανόν να αναρωτιέσαι τι σχέση έχουν όλα αυτά με την εντροπία.

Η εντροπία έχει να κάνει με συνδυασμούς.

Εκφράζει τον αριθμό των τρόπων που μπορείς να ταξινομήσεις το εσωτερικό ενός συστήματος,

διατηρώντας την εξωτερική του κατάσταση ίδια.

Έστω για παράδειγμα ένα μπαλόνι.

Το μπαλόνι είναι ένα θερμοδυναμικό σύστημα και εκφράζεται μέσω ορισμένων μεταβλητών,

όπως ο όγκος,η πίεση και η θερμοκρασία του.

Τα μεγέθη αυτάσυντελούν τη μακροκατάσταση του συστήματος.

Μια μακροκατάσταση μπορεί για παράδειγμα να έχει πίεση 1 atm, όγκο 1L και θερμοκρασία 25°C.

Μια κατάσταση με 1atm, 0,98L και 20°C είναι μια διαφορετική μακροκατάσταση.

Τώρα, για κάθε μακροκατάσταση υπάρχει ένας συγκεκριμένος αριθμός μικροκαταστάσεων που οδηγούν σε αυτή.

Οι μικροκαταστάσεις εκφράζουν τα μικροσκοπικά μεγέθη,

τις θέσεις και τις ταχύτητες των μορίων, τις κατευθύνσεις των κινήσεών τους κτλ.

Μπορούν να υπάρξουν πάρα πολλές διαφορετικές μικροκαταστάσεις, που να οδηγούν στην ίδια μακροκατάσταση.

Η εντροπία μιας μακροκατάστασης λοιπόν, εκφράζει τον αριθμό των μικροκαταστάσεων που μπορούν να οδηγήσουν σε αυτή.

Στο στερεό, κάθε πιθανός συνδυασμός ατόμων και ενέργειας είναι μια μικροκατάσταση.

Κάνοντάς το μεγαλύτερο, προσθέτοντας άτομα, ή κάνοντάς το θερμότερο, προσθέτοντας πακέτα ενέργειας,

ο αριθμός των μικροκαταστάσεων αυξάνεται.

Με άλλα λόγια, η εντροπία αυξάνεται. Ας το δούμε, όμως, αναλυτικά.

Φέρνουμε ένα δεύτερο στερεό σε επαφή με το πρώτο.

Κάθε στερεό έχει 3 άτομα, ενώ το ένα είναι θερμό, έχει 6 πακέτα ενέργειας, και το άλλο είναι ψυχρό, δεν έχει κανένα.

Τα στερεά μπορούν ελεύθερα να ανταλλάζουν ενέργεια μεταξύ τους.

Αντίστοιχα, μεγαλώνουμε το κοτέτσι ενώνοντάς το με ένα διπλανό.

Κάθε κοτέτσι έχει τρία κομμάτια γης και τα 6 κοτόπουλα παύλα πακέτα ενέργειας μπορούν να μετακινούνται ελεύθερα μεταξύ τους.

Αν παρακολουθήσουμε την κίνηση των κοτόπουλων για αρκετή ώρα, δημιουργείται ένα μοτίβο.

Οι πιθανοί συνδυασμοί κοτόπουλων και κομματιών γης είναι 462.

Μερικές καταστάσεις, όμως, είναι περισσότερο πιθανές από κάποιες άλλες,

γιατί μπορούμε να καταλήξουμε σε αυτές με περισσότερους τρόπους!

Για παράδειγμα, υπάρχουν 28 τρόποι να διατάξεις 6 κοτόπουλα σε 3 κομμάτια γης

(δηλαδή στο ένα κοτέτσι)

αλλά 100 τρόποι να καταλήξεις με 3 κοτόπουλα σε κάθε κοτέτσι και

από 90 για να καταλήξεις με 2 ή 4 κοτόπουλα.

Είναι, δηλαδή, πολύ πιο πιθανό να βρούμε τα κοτόπουλα λίγο πολύ ισομοιρασμένα μεταξύ των κοτετσιών.

Το να βρεθούν εντελώς τυχαία όλα στο πάνω κοτέτσι ή όλα στο κάτω, αν και δεν είναι απίθανο, είναι δύσκολο.

Με άλλα λόγια, η μακροκατάσταση με 3 κοτόπουλα ανά κοτέτσι είναι πιθανότερη,

γιατί περισσότερες μικροκαταστάσεις οδηγούν σ' αυτή.

Βαφτίζω αυτή τη συμπεριφορά, 2ο νόμο της πουλερικής:

Τα κοτόπουλα τείνουν πάντα προς την κατάσταση μέγιστης εντροπίας.

Στο παράδειγμα με τα στερεά, ξεκινήσαμε με το ένα να έχει 6 πακέτα ενέργειας και το άλλο κανένα.

Όσο περνάει η ώρα, η πιθανότερη κατάσταση είναι τα πακέτα ενέργειας να ισομοιραστούν ανάμεσα στα δύο στερεά,

κι έτσι αυτά να φτάσουν στην ίδια θερμοκρασία.

Το θερμό σώμα ψύχεται λίγο και το ψυχρό σώμα θερμαίνεται.

Γι' αυτό και σε θερμοκρασία δωματίου τα παγάκια πάντα λιώνουν αλλά ο ζεστός καφές κρυώνει.

Η κατάσταση θερμικής ισορροπίας είναι με διαφορά η πιθανότερη κατάσταση που μπορεί να βρεθεί ένα σύστημα.

Και αυτό γίνεται περισσότερο εμφανές, όταν αυξάνουμε τον αριθμό των ατόμων και

πακέτων ενέργειας και τον φέρνουμε πιο κοντά στα νούμερα της πραγματικότητας.

Για 50 άτομα και 50 πακέτα ενέργειας, το διάγραμμα των πιθανών καταστάσεων είναι κάπως έτσι.

Η πιθανότητα ένα στερεό να βρεθεί και με τα 50 πακέτα ενέργειας, είναι 1 στις 133 δισεκατομμύρια!

Τώρα, όταν έχουμε να κάνουμε με ένα παγάκι με περίπου 10^25 μόρια, η καμπάνα του διαγράμματος στενεύει τόσο πολύ,

που πρακτικά είναι αδύνατο το σύστημα να βρεθεί σε οποιαδήποτε άλλη κατάσταση

εκτός από αυτή όπου η ενέργεια έχει διαμοιραστεί μεταξύ των σωμάτων.

Θεωρητικά,θα μπορούσε.

Δεν υπάρχει κάποια “δύναμη” που κάνει την ενέργεια να διαχέεται και την εντροπία να αυξάνεται,

όπως δεν υπάρχει και κάποιος… βοσκός(;) που κατευθύνει τα κοτόπουλα.

Απλά υπάρχουν πολύ, ΠΟΛΥ λιγότεροι τρόποι η ενέργεια, ή τα κοτόπουλα, να μείνουν κάπου συγκεντρωμένα.

Οι καταστάσεις μεγαλύτερης εντροπίας είναι εξαιρετικά πιο πιθανές από τις καταστάσεις μικρότερης εντροπίας.

Η συνειδητοποίηση αυτή, στη φυσική εκφράζεται ως ο δεύτερος νόμος της Θερμοδυναμικής: Η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος μπορεί είτε να παραμείνει σταθερή είτε να αυξηθεί, αλλά ποτέ να μειωθεί.

Στη φύση βέβαια δεν υπάρχει κανένα τέλεια απομονωμένο σύστημα – εκτός από το ίδιο το σύμπαν.

Που σημαίνει ότι η εντροπία του σύμπαντος συνεχώς αυξάνεται.

Αυτό μας οδηγεί σε δύο συμπεράσματα.

Πρώτον, εφόσον η εντροπία αυξάνεται με τον χρόνο, αυτό πρέπει να σημαίνει πως κάποια στιγμή στο παρελθόν,

το σύμπαν βρισκόταν σε μια κατάσταση χαμηλότερης δυνατής εντροπίας.

Ήταν, με άλλα λόγια, εξαιρετικά «τακτοποιημένο».

Πώς ακριβώς το σύμπαν βρέθηκε εκεί, κανείς μας δεν ξέρει.

Μέχρι στιγμής μπορούμε να κάνουμε μόνο υποθέσεις.

Το δεύτερο συμπέρασμα είναι πως στο πολύ, πολύ, ΠΟΛΥ μακρινό μέλλον,

όλοι οι αστέρες θα έχουν χρησιμοποιήσει τα καύσιμά τους, όλοι οι γαλαξίες θα έχουν ακτινοβολήσει τη θερμότητά τους,

όλες οι μαύρες τρύπες θα έχουν εξατμιστεί και το σύμπαν θα φτάσει σε μια βαρετή κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας και μέγιστης εντροπίας.

Δε θα υπάρχει μεταφορά και μετατροπή ενέργειας και ως εκ τούτου δε θα υπάρχει ζωή.

Το σύμπαν θα φτάσει σε ένα σκοτεινό, θλιβερό, θερμικό θάνατο.

Η εντροπία είναι παντού τριγύρω.

Είναι ο λόγος που το γυαλί σπάει,τα παγάκια λιώνουν και ο αέρας εξέρχεται από ένα τρύπιο λάστιχο.

Ο λόγος για τον οποίο βιώνουμε τον χρόνο μόνο προς μία κατεύθυνση.

Το παρελθόν είναι παρελθόν γιατί είναι μια κατάσταση χαμηλότερης εντροπίας.

Είμαι ο Στέφανος και παρακολουθήσατε την Καθημερινή Φυσική.

Στην περιγραφή αυτού του βίντεο θα βρείτε τον σύνδεσμο για να συμμετέχετε στην κλήρωση

για τρία αντίτυπα του βιβλίου «Ο άνθρωπος του Νεάντερταλ».

[μουσική]

Learn languages from TV shows, movies, news, articles and more! Try LingQ for FREE

Εντροπία: Το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου Entropie|das|thermodynamische|Pfeil|des|Zeit Entropy|The|thermodynamic|arrow|of|time Entropie: Der thermodynamische Pfeil der Zeit La entropía: La flecha termodinámica del tiempo Entropi: zamanın termodinamik oku Entropy: The thermodynamic arrow of time

Το επεισόδιο αυτό είναι μία προσφορά των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης The|episode|this|is|a|sponsorship|of the|University|Press|of Crete This episode is brought to you by the University Press of Crete

και του βιβλίου «Ο άνθρωπος του Νεάντερταλ». and|of|book|The|man|of|Neanderthal and the book "The Neanderthal Man."

Γιατί αυτό το βίντεο φαίνεται φυσιολογικό… αλλά αυτό, εντελώς παράδοξο; |||||||||paradox Why|this|the|video|seems|normal|but|this|completely|paradoxical Warum sieht dieses Video normal aus... aber dieses hier, völlig paradox? Why does this video seem normal… but this one, completely paradoxical?

Το δεύτερο βίντεο είναι απλά το πρώτο που έπαιξε ανάποδα. Αυτό που δείχνει είναι παράξενο γιατί δε συμβαίνει ποτέ. The|second|video|is|just|the|first|that|played|backwards|This|that|shows|is|strange|because|not|happens|ever Das zweite Video ist nur das erste Video, das rückwärts abgespielt wird. Was es zeigt, ist seltsam, weil es nie passiert. The second video is simply the first one played backwards. What it shows is strange because it never happens.

Τα παγάκια λιώνουν όταν τα αφήνεις σε θερμοκρασία δωματίου αλλά το νερό δε μεταμορφώνεται ποτέ σε προσεκτικά στοιβαγμένους κύβους πάγου. |||||||||||||||||gestapelten|würfeln| The|ice cubes|melt|when|them|you leave|at|temperature|room|but|the|water|not|transforms|ever|into|carefully|stacked|cubes|ice Ice cubes melt when you leave them at room temperature, but water never transforms back into neatly stacked ice cubes.

Αν μπορούσαμε όμως να βιντεοσκοπήσουμε την κίνηση των μορίων καθώς ο πάγος λιώνει και παίζαμε αυτό το βίντεο ανάποδα, δε θα έμοιαζε καθόλου περίεργο. ||||||||Molekülen||||||||||||||| If|we could|however|to|record|the|motion|of the|molecules|as|the|ice|melts|and|we played|this|the|video|backwards|not|would|seemed|at all|strange However, if we could film the movement of the molecules as the ice melts and played that video in reverse, it wouldn't seem strange at all.

Θα ήταν απολύτως συνεπές με τους νόμους της φυσικής. |||konsequent||||| would|be|absolutely|consistent|with|the|laws|of|physics It would be completely consistent with the laws of physics.

Οι κινήσεις των μορίων και στις δύο περιπτώσεις είναι το ίδιο εφικτές. |||Molekülen||||||||möglich The|movements|of|molecules|and|in the|two|cases|are|the|same|feasible The movements of the molecules in both cases are equally feasible.

Για την ακρίβεια, όλοι οι θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής, όπως για παράδειγμα οι νόμοι του Νεύτωνα, είναι χρονικά αντιστρέψιμοι. For|the|accuracy|all|the|fundamental|laws|of the|physics|such as|for|example|the|laws|of|Newton|are|temporally|reversible In fact, all the fundamental laws of physics, such as Newton's laws, are time-reversible.

Δεν υπάρχει κανένας τρόπος να καταλάβεις ποιο από αυτά τα δύο βίντεο παίζει κανονικά και ποιο αντίστροφα. There|is|no|way|to|understand|which|of|these|the|two|videos|plays|normally|and|which|backwards There is no way to tell which of these two videos is playing normally and which is playing in reverse.

Ποιος είναι ο λόγος λοιπόν που βλέπουμε τα παγάκια να λιώνουν αλλάποτέ το νερό να μετατρέπεται αυθόρμητα σε πάγο; ||||||||||||||||von selbst|| Who|is|the|reason|then|that|we see|the|ice cubes|to|melt||the|water|to|turns|spontaneously|into|ice So what is the reason we see ice cubes melting but never water spontaneously turning into ice?

Γιατί το γάλα που ρίχνεις στον καφέ σου σε λίγα δευτερόλεπτα ανακατεύεται σ' ένα ομοιογενές μείγμα, ||||||||||||||homogenes| Why|the|milk|that|you pour|in the|coffee|your|in|few|seconds|mixes|in|a|homogeneous| Why does the milk you pour into your coffee mix into a homogeneous mixture in a few seconds,

αλλά ποτέ δεν πρόκειται να το δεις να επανενώνεται σε μια σταγόνα στην κορυφή της κούπας; |||||||||||||||Tasse but|never|not|is going|to|it|see|to|reunite|in|a|drop|on the|top|of the|cup but you will never see it reuniting into a droplet on top of the cup?

Όσον αφορά τα μικροσκοπικά σωματίδια, το σύμπαν δεν έχει κάποια προτίμηση στη φορά που τα πράγματα εκτελούνται. As|concerns|the|microscopic|particles|the|universe|not|has|any|preference|in the|direction|in which|the|things|are executed When it comes to tiny particles, the universe has no preference for the direction in which things occur.

Ο ατομικός κόσμος είναι ένας δρόμος διπλής κατεύθυνσης The|atomic|world|is|a|road|double|direction The individual world is a two-way street.

Όταν όμως έχουμε τεράστιες ποσότητες σωματιδίων, αναδύεται ένας μονόδρομος. ||||||entsteht|| When|however|we have|huge|quantities|of particles|emerges|one|one-way street However, when we have huge quantities of particles, a one-way street emerges.

Ένας μονόδρομος που έχουμε ονομάσει «Το βέλος του χρόνου». A|one-way street|that|we have|named|'The|arrow|of|time A one-way street that we have named "The arrow of time."

Ο κόσμος πάντα εξελίσσεταιπρος την κατεύθυνση στην οποία η εντροπία αυξάνεται. |||entwickelt sich||||||| The|world|always||the|direction|in which|which|the|entropy|increases The world always evolves in the direction in which entropy increases.

Αλλά γιατί η εντροπία πρέπει πάντα να αυξάνεται; |||||||steigt But|why|the|entropy|must|always|to|increase But why must entropy always increase?

Και τι είναι τέλος πάντων η εντροπία; And|what|is|in the end|after all|the|entropy And what is entropy, after all?

Ας φανταστούμε τρία κοτόπουλα. Let's|imagine|three|chickens Let's imagine three chickens.

Τα κοτόπουλα αλωνίζουν τυχαία σε ένα κοτέτσι, το οποίοχωρίζεται σε 3 κομμάτια γης. ||albern|zufällig|||||||| The|chickens|roam|randomly|in|a|chicken coop|which||into|pieces|of land The chickens are randomly roaming in a chicken coop, which is divided into 3 pieces of land.

Αν κάνουμε τις πράξεις, θα δούμε πως υπάρχουν 10 διαφορετικοί τρόποι τα κοτόπουλα να ταξινομηθούν στο κοτέτσι. If|we do|the|calculations|will|see|that|there are|different|ways|the|chickens|to|be arranged|in the|coop If we do the calculations, we will see that there are 10 different ways the chickens can be arranged in the coop.

Γιατί φανταζόμαστε μια μέρα στο μικρό σπίτι στο λιβάδι και τι σχέση έχουν τα κοτόπουλα με την εντροπία; Why|do we imagine|one|day|in the|small|house|in the|meadow|and|what|relationship|do have|the|chickens|with|the|entropy Why are we imagining a day in the little house in the meadow and what do the chickens have to do with entropy?

Όταν ζεσταίνεις ένα στερεό του μεταφέρεις ενέργεια. When|you heat|a|solid|it|you transfer|energy When you heat a solid, you transfer energy to it.

Συνήθως φανταζόμαστε την ενέργεια ως κάτι συνεχές, κάτι που ρέει. |||||||||fließt Usually|we imagine|the|energy|as|something|continuous|something|that|flows We usually imagine energy as something continuous, something that flows.

Όταν όμως την εξετάσουμε στο ατομικό επίπεδο, σύμφωνα με την κβαντική φυσική, η ενέργεια υπάρχει σε διακριτά πακέτα, τα λεγόμενα κβάντα. When|however|it|we examine|at|atomic|level|according|to|the|quantum|physics|the|energy|exists|in|discrete|packets|the|called|quanta However, when we examine it at the atomic level, according to quantum physics, energy exists in discrete packets, called quanta.

Μπορούμε να παρομοιάσουμε τα άτομα με μικρά δοχεία, μέσα στα οποίατοποθετείται οποιοσδήποτε αριθμός πακέτων ενέργειας. We can|to|compare|the|particles|with|small|containers|inside|in|||number|packets|of energy We can liken atoms to small containers, within which any number of energy packets can be placed.

Όπως τα κοτόπουλα γυροφέρνουν τυχαία στο κοτέτσι, έτσι και τα πακέτα ενέργειας γυροφέρνουν τυχαία μεταξύ των ατόμων του στερεού. ||||||||||||herumgereicht|||||| Just as|the|chickens|wander around|randomly|in the|chicken coop|so|and|the|packets|energy|wander around|randomly|among|the|atoms|of the|solid Just as chickens randomly wander around the coop, energy packets randomly wander among the atoms of the solid.

Το στερεό είναι το κοτέτσι, τα κοτόπουλα είναι ενέργεια και τα κομμάτια γης τα άτομα. |festkörper||||||||||||| The|solid|is|the|chicken coop|the|chickens|are|energy|and|the|pieces|of land|the|atoms The solid is the chicken coop, the chickens are energy, and the pieces of land are the atoms.

Και αυτή πρέπει να είναι η πιο αλλόκοτη πρόταση που έχω ξεστομίσει. |||||||seltsame|Satz|||ausgesprochen And|this|must|to|be|the|most|bizarre|statement|that|I have|uttered And this must be the strangest statement I have ever uttered.

Πίσω στο κοτέτσι λοιπόν. Back|to the|chicken coop|then Back to the chicken coop then.

Αυξάνοντας τον αριθμό των κοτόπουλων αλλά και των κομματιών γης ο αριθμός των πιθανών συνδυασμών αυξάνεται εκθετικά. Increasing|the|number|of|chickens|but|and|of|pieces|land|the|number|of|possible|combinations|increases|exponentially By increasing the number of chickens as well as the pieces of land, the number of possible combinations increases exponentially.

Πέντε κοτόπουλα σε πέντε κομμάτια γης μπορούν να ταξινομηθούν με 126 διαφορετικούς τρόπους. Five|chickens|in|five|pieces|of land|can|(particle for infinitive)|be classified|with|different|ways Five chickens on five pieces of land can be arranged in 126 different ways.

Σε ένα στερεό με μόλις 30 άτομα και 30 πακέτα ενέργειας, υπάρχουν 59 τετράκις εκατομμύρια διαφορετικοί συνδυασμοί. In|a|group|with|only|people|and|packets|of energy|there are|quadrillion|million|different|combinations In a solid with just 30 particles and 30 energy packets, there are 59 trillion different combinations.

Τα στερεά που συναντάς καθημερινά μπορεί να έχουν μερικά επτάκις εκατομμύρια άτομα και άλλα τόσα πακέτα ενέργειας. The|solids|that|you encounter|daily|may|to|have|some|sevenfold|million|individuals|and|other|so many|packets|of energy The solids you encounter daily may have several septillion particles and just as many energy packets.

Οι δυνατοί συνδυασμοί ατόμων και ενέργειας γίνονται πια τόσο αδιανόητα μεγάλοι που κάνουν το μυαλό μου να πονάει The|strong|combinations|of particles|and|energy|become|now|so|incomprehensibly|large|that|make|the|mind|my|to|hurt The possible combinations of particles and energy have become so unimaginably large that it makes my mind hurt.

Σε αυτό το σημείο πιθανόν να αναρωτιέσαι τι σχέση έχουν όλα αυτά με την εντροπία. At|this|the|point|probably|to|you wonder|what|relationship|have|all|these|with|the|entropy At this point, you might be wondering what all this has to do with entropy.

Η εντροπία έχει να κάνει με συνδυασμούς. The|entropy|has|to|do|with|combinations Entropy is related to combinations.

Εκφράζει τον αριθμό των τρόπων που μπορείς να ταξινομήσεις το εσωτερικό ενός συστήματος, It expresses|the|number|of|ways|that|you can|to|sort|the|interior|of a|system It expresses the number of ways you can arrange the interior of a system,

διατηρώντας την εξωτερική του κατάσταση ίδια. maintaining|the|external|its|state|same while keeping its external state the same.

Έστω για παράδειγμα ένα μπαλόνι. Let there be|for|example|one|balloon Let’s take a balloon as an example.

Το μπαλόνι είναι ένα θερμοδυναμικό σύστημα και εκφράζεται μέσω ορισμένων μεταβλητών, The|balloon|is|a|thermodynamic|system|and|is expressed|through|certain|variables The balloon is a thermodynamic system and is expressed through certain variables,

όπως ο όγκος,η πίεση και η θερμοκρασία του. such as|the|volume|the|pressure|and|the|temperature|of it such as its volume, pressure, and temperature.

Τα μεγέθη αυτάσυντελούν τη μακροκατάσταση του συστήματος. The|magnitudes||to the|macrostate|of the|system These quantities contribute to the macrostates of the system.

Μια μακροκατάσταση μπορεί για παράδειγμα να έχει πίεση 1 atm, όγκο 1L και θερμοκρασία 25°C. A|macroscopic state|can|for|example|to|have|pressure|atm|volume|1L|and|temperature|25°C A macrostate can, for example, have a pressure of 1 atm, a volume of 1L, and a temperature of 25°C.

Μια κατάσταση με 1atm, 0,98L και 20°C είναι μια διαφορετική μακροκατάσταση. A|state|with|1 atm|098 L|and|20°C|is|a|different|macrostates A state with 1 atm, 0.98L, and 20°C is a different macrostate.

Τώρα, για κάθε μακροκατάσταση υπάρχει ένας συγκεκριμένος αριθμός μικροκαταστάσεων που οδηγούν σε αυτή. Now|for|each|macrostate|there is|a|specific|number|microstates|that|lead|to|it Now, for each macrostate, there is a specific number of microstates that lead to it.

Οι μικροκαταστάσεις εκφράζουν τα μικροσκοπικά μεγέθη, The|microstates|express|the|microscopic|quantities The microstates express the microscopic quantities,

τις θέσεις και τις ταχύτητες των μορίων, τις κατευθύνσεις των κινήσεών τους κτλ. the|positions|and|the|speeds|of the|molecules|the|directions|of the|movements|their|etc the positions and velocities of the molecules, their directions of motion, etc.

Μπορούν να υπάρξουν πάρα πολλές διαφορετικές μικροκαταστάσεις, που να οδηγούν στην ίδια μακροκατάσταση. They can|to|exist|very|many|different|microstates|that|to|lead|to the|same|macrostate There can be many different microstates that lead to the same macrostate.

Η εντροπία μιας μακροκατάστασης λοιπόν, εκφράζει τον αριθμό των μικροκαταστάσεων που μπορούν να οδηγήσουν σε αυτή. The|entropy|of a|macrostate|therefore|expresses|the|number|of the|microstates|that|can|to|lead|to|it The entropy of a macrostate, therefore, expresses the number of microstates that can lead to it.

Στο στερεό, κάθε πιθανός συνδυασμός ατόμων και ενέργειας είναι μια μικροκατάσταση. In the|solid|every|possible|combination|particles|and|energy|is|a|microstate In a solid, every possible combination of atoms and energy is a microstate.

Κάνοντάς το μεγαλύτερο, προσθέτοντας άτομα, ή κάνοντάς το θερμότερο, προσθέτοντας πακέτα ενέργειας, Making|it|larger|adding|particles|or|Making|it|hotter|adding|packets|of energy Making it larger by adding atoms, or making it warmer by adding packets of energy,

ο αριθμός των μικροκαταστάσεων αυξάνεται. the|number|of|microstates|increases the number of microstates is increasing.

Με άλλα λόγια, η εντροπία αυξάνεται. Ας το δούμε, όμως, αναλυτικά. In|other|words|the|entropy|increases|Let's|it|see|however|analytically In other words, entropy is increasing. Let's examine it in detail.

Φέρνουμε ένα δεύτερο στερεό σε επαφή με το πρώτο. We bring|one|second|solid|in|contact|with|the|first We bring a second solid into contact with the first.

Κάθε στερεό έχει 3 άτομα, ενώ το ένα είναι θερμό, έχει 6 πακέτα ενέργειας, και το άλλο είναι ψυχρό, δεν έχει κανένα. Every|solid|has|particles|while|the|one|is|hot|has|packets|of energy|and|the|other|is|cold|not|has|any Each solid has 3 particles, while one is hot, has 6 energy packets, and the other is cold, has none.

Τα στερεά μπορούν ελεύθερα να ανταλλάζουν ενέργεια μεταξύ τους. The|solids|can|freely|to|exchange|energy|between|them The solids can freely exchange energy between them.

Αντίστοιχα, μεγαλώνουμε το κοτέτσι ενώνοντάς το με ένα διπλανό. Similarly|we enlarge|the|chicken coop|joining|it|with|one|neighboring Similarly, we enlarge the chicken coop by connecting it to an adjacent one.

Κάθε κοτέτσι έχει τρία κομμάτια γης και τα 6 κοτόπουλα παύλα πακέτα ενέργειας μπορούν να μετακινούνται ελεύθερα μεταξύ τους. Each|chicken coop|has|three|pieces|of land|and|the|chickens|dash|packages|of energy|can|to|move|freely|among|them Each chicken coop has three pieces of land and the 6 chickens dash energy packs can move freely among them.

Αν παρακολουθήσουμε την κίνηση των κοτόπουλων για αρκετή ώρα, δημιουργείται ένα μοτίβο. If|we observe|the|movement|of the|chickens|for|a considerable|time|a pattern is created|a|pattern If we observe the movement of the chickens for a while, a pattern emerges.

Οι πιθανοί συνδυασμοί κοτόπουλων και κομματιών γης είναι 462. The|possible|combinations|of chickens|and|pieces|of land|are The possible combinations of chickens and pieces of land are 462.

Μερικές καταστάσεις, όμως, είναι περισσότερο πιθανές από κάποιες άλλες, Some|situations|however|are|more|likely|than|some|others However, some situations are more likely than others,

γιατί μπορούμε να καταλήξουμε σε αυτές με περισσότερους τρόπους! because|we can|to|conclude|in|these|with|more|ways because we can arrive at these in more ways!

Για παράδειγμα, υπάρχουν 28 τρόποι να διατάξεις 6 κοτόπουλα σε 3 κομμάτια γης For|example|there are|ways|to|arrange|chickens|in|pieces|of land For example, there are 28 ways to arrange 6 chickens on 3 pieces of land

(δηλαδή στο ένα κοτέτσι) that is|in the|one|chicken coop (that is, in one chicken coop)

αλλά 100 τρόποι να καταλήξεις με 3 κοτόπουλα σε κάθε κοτέτσι και but|ways|to|end up|with|chickens|in|each|coop|and but 100 ways to end up with 3 chickens in each coop and

από 90 για να καταλήξεις με 2 ή 4 κοτόπουλα. from|in order to|to|end up|with|or|chickens 90 ways to end up with 2 or 4 chickens.

Είναι, δηλαδή, πολύ πιο πιθανό να βρούμε τα κοτόπουλα λίγο πολύ ισομοιρασμένα μεταξύ των κοτετσιών. It is|that is|very|more|likely|to|find|the|chickens|a little|very|evenly distributed|among|the|coops It is, therefore, much more likely that we find the chickens more or less evenly distributed among the coops.

Το να βρεθούν εντελώς τυχαία όλα στο πάνω κοτέτσι ή όλα στο κάτω, αν και δεν είναι απίθανο, είναι δύσκολο. The|to|be found|completely|randomly|all|in the|upper|chicken coop|or|all|in the|lower|if|and||are|unlikely|is|difficult The chance of all of them being completely randomly in the top coop or all in the bottom, while not impossible, is difficult.

Με άλλα λόγια, η μακροκατάσταση με 3 κοτόπουλα ανά κοτέτσι είναι πιθανότερη, In|other|words|the|long-term situation|with|chickens|per|coop|is|more likely In other words, the macro situation with 3 chickens per coop is more likely,

γιατί περισσότερες μικροκαταστάσεις οδηγούν σ' αυτή. because|more|micro-situations|lead|to|this because more micro situations lead to it.

Βαφτίζω αυτή τη συμπεριφορά, 2ο νόμο της πουλερικής: I label|this|the|behavior|2nd|law|of|poultry I call this behavior the 2nd law of poultry:

Τα κοτόπουλα τείνουν πάντα προς την κατάσταση μέγιστης εντροπίας. The|chickens|tend|always|towards|the|state|maximum|entropy Chickens always tend towards a state of maximum entropy.

Στο παράδειγμα με τα στερεά, ξεκινήσαμε με το ένα να έχει 6 πακέτα ενέργειας και το άλλο κανένα. In the|example|with|the|solids|we started|with|the|one|to|have|packets|of energy|and|the|other|none In the example with the solids, we started with one having 6 energy packets and the other having none.

Όσο περνάει η ώρα, η πιθανότερη κατάσταση είναι τα πακέτα ενέργειας να ισομοιραστούν ανάμεσα στα δύο στερεά, As|time passes|the|hour|the|most likely|situation|is|the|packets|of energy|to|be equally distributed|among|the|two|solids As time passes, the most likely state is for the energy packets to be evenly distributed between the two solids,

κι έτσι αυτά να φτάσουν στην ίδια θερμοκρασία. and|so|they|to|reach|to the|same|temperature thus bringing them to the same temperature.

Το θερμό σώμα ψύχεται λίγο και το ψυχρό σώμα θερμαίνεται. The|hot|body|cools|slightly|and|The|cold|body|heats up The hot body cools down a bit and the cold body heats up.

Γι' αυτό και σε θερμοκρασία δωματίου τα παγάκια πάντα λιώνουν αλλά ο ζεστός καφές κρυώνει. for that|this|and|at|temperature|room|the|ice cubes|always|melt|but|the|hot|coffee|cools That's why at room temperature ice cubes always melt but hot coffee cools down.

Η κατάσταση θερμικής ισορροπίας είναι με διαφορά η πιθανότερη κατάσταση που μπορεί να βρεθεί ένα σύστημα. The|state|thermal|equilibrium|is|by|far|the|most probable|state|that|can|to|be found|a|system The state of thermal equilibrium is by far the most likely state that a system can be in.

Και αυτό γίνεται περισσότερο εμφανές, όταν αυξάνουμε τον αριθμό των ατόμων και And|this|becomes|more|apparent|when|we increase|the|number|of|individuals|and And this becomes more apparent when we increase the number of particles and

πακέτων ενέργειας και τον φέρνουμε πιο κοντά στα νούμερα της πραγματικότητας. packages|energy|and|him|we bring|more|closer|to the|numbers|of the|reality energy packets and bring it closer to the numbers of reality.

Για 50 άτομα και 50 πακέτα ενέργειας, το διάγραμμα των πιθανών καταστάσεων είναι κάπως έτσι. For|people|and|packages|of energy|the|diagram|of the|possible|states|is|somewhat|like this For 50 particles and 50 energy packets, the diagram of possible states looks somewhat like this.

Η πιθανότητα ένα στερεό να βρεθεί και με τα 50 πακέτα ενέργειας, είναι 1 στις 133 δισεκατομμύρια! The|probability|one|solid|to|be found|and|with|the|packages|energy|is|in|billion The probability of a solid being found with all 50 energy packets is 1 in 133 billion!

Τώρα, όταν έχουμε να κάνουμε με ένα παγάκι με περίπου 10^25 μόρια, Now|when|we have|to|deal|with|one|ice cube|with|approximately|molecules Now, when we are dealing with an ice cube with about 10^25 molecules, η καμπάνα του διαγράμματος στενεύει τόσο πολύ, the|bell|of|diagram|narrows|so|much the bell curve of the diagram narrows so much,

που πρακτικά είναι αδύνατο το σύστημα να βρεθεί σε οποιαδήποτε άλλη κατάσταση which|practically|is|impossible|the|system|to|be found|in|any|other|state that it is practically impossible for the system to be found in any other state

εκτός από αυτή όπου η ενέργεια έχει διαμοιραστεί μεταξύ των σωμάτων. except|from|this|where|the|energy|has|been shared|between|the|bodies except for the one where the energy has been distributed among the bodies.

Θεωρητικά,θα μπορούσε. Theoretically|it would|be able to Theoretically, it could.

Δεν υπάρχει κάποια “δύναμη” που κάνει την ενέργεια να διαχέεται και την εντροπία να αυξάνεται, There|is|some|“force|that|makes|the|energy|to|disperse|and|the|entropy|to|increase There is no 'force' that makes energy dissipate and entropy increase,

όπως δεν υπάρχει και κάποιος… βοσκός(;) που κατευθύνει τα κοτόπουλα. as|not|there is|and|someone|shepherd|who|directs|the|chickens just as there is no... shepherd (?) directing the chickens.

Απλά υπάρχουν πολύ, ΠΟΛΥ λιγότεροι τρόποι η ενέργεια, ή τα κοτόπουλα, να μείνουν κάπου συγκεντρωμένα. Just|there are|very|MUCH|fewer|ways|the|energy|or|the|chickens|to|stay|somewhere|gathered There are simply many, MANY fewer ways for energy, or the chickens, to remain concentrated somewhere.

Οι καταστάσεις μεγαλύτερης εντροπίας είναι εξαιρετικά πιο πιθανές από τις καταστάσεις μικρότερης εντροπίας. The|states|greater|entropy|are|extremely|more|likely|than|the|states|lesser|entropy States of higher entropy are extremely more likely than states of lower entropy.

Η συνειδητοποίηση αυτή, στη φυσική εκφράζεται ως ο δεύτερος νόμος της Θερμοδυναμικής: Η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος μπορεί είτε να παραμείνει σταθερή είτε να αυξηθεί, αλλά ποτέ να μειωθεί. The|realization|this|in|physics|is expressed|as|the|second|law|of|Thermodynamics|The|entropy|of an|isolated|system|can|either|to|remain|constant|either|to|increase|but|never|to|decrease This realization is expressed in physics as the second law of thermodynamics: The entropy of an isolated system can either remain constant or increase, but never decrease.

Στη φύση βέβαια δεν υπάρχει κανένα τέλεια απομονωμένο σύστημα – εκτός από το ίδιο το σύμπαν. In the|nature|of course|not|there is|any|perfectly|isolated|system|except|from|the|same|the|universe In nature, of course, there is no perfectly isolated system – except for the universe itself.

Που σημαίνει ότι η εντροπία του σύμπαντος συνεχώς αυξάνεται. Which|means|that|the|entropy|of|universe|continuously|increases Which means that the entropy of the universe is continuously increasing.

Αυτό μας οδηγεί σε δύο συμπεράσματα. This|us|leads|to|two|conclusions This leads us to two conclusions.

Πρώτον, εφόσον η εντροπία αυξάνεται με τον χρόνο, αυτό πρέπει να σημαίνει πως κάποια στιγμή στο παρελθόν, First|since|the|entropy|increases|with|time|time|this|must|to|mean|that|some|moment|in the|past First, since entropy increases over time, this must mean that at some point in the past,

το σύμπαν βρισκόταν σε μια κατάσταση χαμηλότερης δυνατής εντροπίας. the|universe|was|in|a|state|lower|possible|entropy the universe was in a state of lowest possible entropy.

Ήταν, με άλλα λόγια, εξαιρετικά «τακτοποιημένο». It was|with|other|words|extremely|'neat' It was, in other words, extremely "ordered."

Πώς ακριβώς το σύμπαν βρέθηκε εκεί, κανείς μας δεν ξέρει. How|exactly|the|universe|found|there|no one|us|not|knows How exactly the universe ended up there, none of us knows.

Μέχρι στιγμής μπορούμε να κάνουμε μόνο υποθέσεις. Until|now|we can|to|make|only|assumptions So far we can only make assumptions.

Το δεύτερο συμπέρασμα είναι πως στο πολύ, πολύ, ΠΟΛΥ μακρινό μέλλον, The|second|conclusion|is|that|in the|very|very|VERY|distant|future The second conclusion is that in the very, very, VERY distant future,

όλοι οι αστέρες θα έχουν χρησιμοποιήσει τα καύσιμά τους, όλοι οι γαλαξίες θα έχουν ακτινοβολήσει τη θερμότητά τους, all|the|stars|will|have|used|their|fuel|them|all|the|galaxies|will|have|radiated|the|heat|them all the stars will have used up their fuel, all the galaxies will have radiated their heat,

όλες οι μαύρες τρύπες θα έχουν εξατμιστεί και το σύμπαν θα φτάσει σε μια βαρετή κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας και μέγιστης εντροπίας. all|the|black|holes|will|have|evaporated|and|the|universe|will|reach|in|a|boring|state|thermodynamic|equilibrium|and|maximum|entropy all the black holes will have evaporated and the universe will reach a boring state of thermodynamic equilibrium and maximum entropy.

Δε θα υπάρχει μεταφορά και μετατροπή ενέργειας και ως εκ τούτου δε θα υπάρχει ζωή. Not|will|exist|transfer|and|conversion|of energy|and|as|from|this|not|will|exist|life There will be no transfer and conversion of energy and therefore there will be no life.

Το σύμπαν θα φτάσει σε ένα σκοτεινό, θλιβερό, θερμικό θάνατο. The|universe|will|reach|in|a|dark|sad|thermal|death The universe will reach a dark, sad, thermal death.

Η εντροπία είναι παντού τριγύρω. The|entropy|is|everywhere|around Entropy is everywhere around.

Είναι ο λόγος που το γυαλί σπάει,τα παγάκια λιώνουν και ο αέρας εξέρχεται από ένα τρύπιο λάστιχο. It is|the|reason|that|the|glass|breaks|the|ice cubes|melt|and|the|air|exits|from|a|punctured|tire It is the reason why glass breaks, ice cubes melt, and air escapes from a punctured hose.

Ο λόγος για τον οποίο βιώνουμε τον χρόνο μόνο προς μία κατεύθυνση. The|reason|for|the|which|experience|the|time|only|in|one|direction The reason we experience time only in one direction.

Το παρελθόν είναι παρελθόν γιατί είναι μια κατάσταση χαμηλότερης εντροπίας. The|past|is|past|because|is|a|state|lower|entropy The past is the past because it is a state of lower entropy.

Είμαι ο Στέφανος και παρακολουθήσατε την Καθημερινή Φυσική. I am|the|Stefanos|and|you attended|the|Daily|Physics I am Stefanos and you have been watching Everyday Physics.

Στην περιγραφή αυτού του βίντεο θα βρείτε τον σύνδεσμο για να συμμετέχετε στην κλήρωση In the|description|of this|the|video|you will|find|the|link|to|to|participate|in the|raffle In the description of this video, you will find the link to participate in the draw.

για τρία αντίτυπα του βιβλίου «Ο άνθρωπος του Νεάντερταλ». for|three|copies|of|book|The|man|of|Neanderthal for three copies of the book "The Neanderthal Man."

[μουσική] music [music]

SENT_CWT:AFkKFwvL=4.44 PAR_TRANS:gpt-4o-mini=3.69 en:AFkKFwvL openai.2025-01-22 ai_request(all=141 err=0.00%) translation(all=117 err=0.00%) cwt(all=1395 err=0.57%)