المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 نقض ظاهري آنتروپي (زنگ تفريح شماره‌ي 109)
نقض ظاهري آنتروپي (زنگ تفريح شماره‌ي 109)زنگ تفريح فيزيك
قانون دوم ترموديناميك

نقض ظاهري قانون آنتروپي
 (قانون دوم ترموديناميك)








سؤال

داخل يك ظرف استوانه‌ي پلاستيكي شفاف با قطر حدود 5 سانتي‌متر مقداري گليسرين بريزيد و آن‌را كاملاً پر كنيد.يك قطره‌ي بزرگ رنگ غذا را زير يا روي سطح گليسرين در خارج از مركز قرار دهيد. در ظرف را ببنديد و ظرف را تكان دهيد (ظرف بايد كاملاً پر باشد تا حباب هوا بر سطح داخل ظرف تشكيل نشود). كمي صبر كنيد تا قطره‌ي رنگ به صورت ستون قائم در داخل گليسرين بالا بيايد. سپس ظرف پلاستيكي را روي اورهد قرار دهيد. حال اگر ظرف در بسته را نسبت به درپوش بچرخانيد، قسمت‌هاي مختلف رنگ به اندازه‌هاي متفاوت مي‌چرخند و چيزي كه قبلاً به شكل يك قطره‌ي كوچك بود به صورت يك دايره درمي‌آيد كه مخلوط شدن رنگ در داخل گليسرين را به وضوح نشان مي‌دهد. حال اگر ظرف را در جهت عكس بچرخانيد، خواهيد ديد كه رنگ به حالت اوليه‌ي خود برمي‌گردد و اين نمونه‌ي بارز مخلوط نشدگي است. حتي اگر چندين مرتبه ظرف را بچرخانيد به شرط اين‌كه مدت زمان زيادي طول نكشد، مخلوط نشدگي وجود دارد و اتفاق مي‌افتد. چرخش برعكس باعث برگشت رنگ به حالت قطره‌اي قبلش مي‌شود چرا كه جريان، لايه‌اي و بنابراين برگشت‌پذير است. در حقيقت تخلفي از قانون آنتروپي رخ نداده زيرا پخش شدن رنگ از حالت لكه به حالت ستون هيچ افزايش آنتروپي ندارد و افزايش بي‌نظمي رخ نمي‌دهد. نيم‌رخ ظرف نشان مي‌دهد كه چرخش باعث تبديل يك نقطه مثل لكه‌ي كوچك به يك دايره‌ي بزرگ نمي‌شود،‌در حالي‌كه چرخش ستون عمودي رنگ را به شكل مارپيچ در مي‌آورد و هيچ مخلوط شدگي (افزايش آنتروپي) رخ نداده.

در حالت استاندارد و كلاسيك، يك ستون عمودي از رنگ درون گليسزين موجود در فضاي بين دو استوانه‌ي هم‌محور (به صورت خط عمودي) قرار داده مي‌شود. اگر استوانه‌ي داخلي چرخانده شود، خط عمودي به صورت يك لايه‌ي استوانه‌اي پخش مي‌شود ولي در اين حالت هم مخلوط شدگي اتفاق نيفتاده. در حالت اوليه كه به صورت خط عمودي‌ست رنگ ضخامت معيني دارد. مولكول‌هاي لبه‌ي داخلي‌تر وقتي استوانه‌ي مركزي مي‌چرخد به اندازه‌ي زاويه‌اي متفاوت از زاويه‌ي چرخش مولكول‌هاي قسمت‌هاي مياني و خارجي مي‌چرخند كه باعث پخش‌شدگي ظاهري مي‌شود. با برعكس چرخاندن استوانه‌ي مركزي مي‌توان دوباره حالت اوليه‌ي ستون رنگ را ايجاد كرد. ‌

 

1387/12/8لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1132
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1132