ينص القانون الاول من الديناميكا الحرارية thermodynamicsعلى ان الحرارة صورة من صور الطاقة ويمكن ان تتحول الى اى صورة اخرى من صور الطاقة واذا اتصل جسمان احدهما ساخن والاخر بارد فإن الحرارة تنتقل من الساخن الى البارد حتى يحدث الاتزان الحرارى بين الجسمين وتتساوى درجة حرارتهما وذلك اذا كان الجسمان معزولين عن اى مصدر حرارى اخر..
ولذلك يكون تدفق الحرارة من الاسخن الى الابرد ..وان ليس هناك منظومة من شأنها نقل الحرارة من الابرد الى الاسخن اذا كانت معزولة عن اى مصدر حرارى اخر..
لكن باستخدام الية خارجية فيمكن ذلك..ومن امثلة ذلك الثلاجات..حيث انها تطرد الحرارة من داخلها الى خارجها..وعملية اشعاع الحرارة من الاجسام الساخنة وطردها فى الجو المحيط الاقل سخونة هى واحدة من صور القانون الثانى للديناميكا الحرارية..وهو موضوعنا اليوم..
يتسم ذلك القانون بعدم التناظر الزمنى ..لانه لاينعكس..اى لايمكن ان تتحول الامور بشكل معكوس وتنتقل الحرارة من البارد الى الساخن..ويعمم هذا القانون على اشياء كثيرة فى الفيزياء..حيث لا يمكن ان تجرى الاشياء بشكل معكوس ولها اتجاه واحد فقط..
وهذه الحالة من اللاعكوسية هى مايطلق عليها الفيزيائيون الانتروبياEntropy..
والانتروبيا هى معامل رياضى يقيس مقدار الفوضى فى منظومة معينة..وبما ان المنظومات الكونية تتجه من النظام الى الفوضى مع مرور الزمان..فان الانتروبيا تزيد فى الكون..لان الانتروبيا تزيد فى المنظومة كلما قل النظام وزادت الفوضى فى هذه المنظومة وتقل كلما قلت الفوضى وزاد النظام..
وبما ان المنظومات الكونية تزيد بها الفوضى مع مرور الزمن فلايمكن ان تقل الانتروبيا فى الكون بل انها انها تزيد مع الزمن وهذا دليل ان الكون لا يمكن ان يرجع للخلف اى لا يمكن الرجوع الى الماضى بل التقدم فى اتجاه واحد الى المستقبل بلا عكوسية..
وذلك كما اوضح عالم الفيزياء ارثر ادينجتون فى كتابه طبيعة العالم المادى وذلك فى عام ١٩٢٨م بان شبه الزمن بسهم ذا اتجاه واحد يتجه من الماضى الى الحاضر الى المستقبل..
خلاصة القول ان القانون الثانى من الديناميكا الحرارية ينص على ان الانتروبيا فى الكون لا يمكن ان تقل..ولو ربطنا بين الانتروبيا والمعلومات..فلو اتسمت المنظومة بالانتظام فستحتاج معلومات اكثر لوصفها..اما لوزادت الفوضى فيها فستحتاج كمية اقل من المعلومات..ولذلك فالمعلومات هى انتروبيا سالبة negative entropy..
فكلما زادت الانتروبيا كلما قلت المعلومات..وقد اجرى العالم الاسترالى بولتزمان تجارب على الحرارة والضغط والغازات..ليصل الى افتراض الفوضى الجزيئية ..وقد توصل بولتزمان الى اثبات رياضى قوى لنموذج فوضى جزيئات الغاز من خلال كم اسماه(H)..وهذا الكم ترتهن قيمته بمدى ماتتصف به الجزيئات من ترتيب..وتوضح نظريةH..انه لا يمكن الا ان تزيد قيمة H مع مرور الزمن..ويتضح لنا ان H ما هى الا تعبير عن الانتروبيا..
وهكذا اصبحت H هى التعبير الذرى والتفسير لقانون زيادة الانتروبيا..وهى واحدة من الانجازات المتقدمة العظيمة للفيزياء النظرية..........
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق