Entropia

Entropia (s lub S) – termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów spontanicznych (samorzutnych) w odosobnionym układzie termodynamicznym. Entropia jest miarą stopnia nieuporządkowania układu i rozproszenia energii. Jest wielkością ekstensywną. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, jeżeli układ termodynamiczny przechodzi od jednego stanu równowagi do drugiego, bez udziału czynników zewnętrznych (a więc spontanicznie), to jego entropia zawsze rośnie. Pojęcie entropii wprowadził niemiecki uczony Rudolf Clausius.

context: W ogólnej teorii względności, aby opisać czarną dziurę, wystarczy podać jej masę, moment pędu i ładunek elektryczny. Zgodnie z tą teorią czarna dziura nie zawiera żadnej informacji ponad te parametry. Potocznym językiem fizycznym „brak włosów” w pojęciu czarnej dziury oznacza, że jej entropia jest równa 0. Do czarnej dziury wpada materia o niezerowej entropii, zatem przy wpadaniu entropia całego układu się zmniejsza. Wynika z tego, że ogólna teoria względności łamie drugą zasadę termodynamiki. Fizycy zaczęli więc poszukiwać uogólnienia teorii czarnych dziur, tak żeby pozostawała w zgodzie z termodynamiką. Owocne okazało się rozważenie efektów kwantowych.
qas: question: Co należy podać, aby opisać czarną dziurę?
answers: text: jej masę, moment pędu i ładunek elektryczny
generative_answer: jej masę, moment pędu i ładunek elektryczny

question: Co oznacza "brak włosów" odnośnie czarnej dziury?
answers: text: że jej entropia jest równa 0
generative_answer: że jej entropia jest równa 0

question: Kiedy zmniejsza się entropia?
answers: text: Do czarnej dziury wpada materia o niezerowej entropii, zatem przy wpadaniu
generative_answer: przy wypadaniu materii

question: Jaką zasadzie przeczy teoria względności?
answers: text: drugą zasadę termodynamiki
generative_answer: drugą zasadę termodynamiki

question: Jacy naukowcy zajmują się badaniem czarnych dziur?
answers: text: Fizycy
generative_answer: Fizycy

context: Według II zasady termodynamiki każdy układ izolowany dąży do stanu równowagi, w którym entropia osiąga maksimum. Zakładając, że Wszechświat jako całość jest układem izolowanym, powinien on również dążyć do równowagi. Wychodząc z tych założeń, Hermann von Helmholtz wysunął hipotezę śmierci cieplnej Wszechświata, według której Wszechświat w końcu dojdzie do równowagi termodynamicznej, w której niemożliwa będzie zamiana energii cieplnej na pracę, przez co niemożliwy będzie rozwój Wszechświata. Stwierdzenie tego faktu jest jednak stosunkowo trudne do zaobserwowania i dlatego prowadzi się liczne dyskusje, czy Wszechświat jest, czy nie jest układem izolowanym, czy też tylko zamkniętym, oraz czy rzeczywiście dąży jako całość do równowagi. Przeciwnicy tej koncepcji są zdania, że rozszerzającego się Wszechświata nie można traktować jako układu izolowanego, gdyż nie można wyznaczyć obszaru, z którego nie wychodziłoby promieniowanie. Wiadomo jedynie, że entropia olbrzymiej większości znanych układów izolowanych rośnie w kierunku, który nazywamy przyszłością. Tak więc, z tego punktu widzenia, termodynamika określa kierunek upływu czasu (tzw. termodynamiczna strzałka czasu).
qas: question: Jak brzmi druga zasada termodynamiki?
answers: text: każdy układ izolowany dąży do stanu równowagi, w którym entropia osiąga maksimum
generative_answer: każdy układ izolowany dąży do stanu równowagi, w którym entropia osiąga maksimum

question: Czy przy obraniu odpowiednich założeń, można powiedzieć, że Wszechświat powinien zmierzać do równowagi?
answers: text: Zakładając, że Wszechświat jako całość jest układem izolowanym, powinien on również dążyć do równowagi
generative_answer: tak

question: Jaką hipotezę sformułował Helmholtz, korzystając z II zasady termodynamiki i pewnych założeń na temat Wszechświata?
answers: text: śmierci cieplnej Wszechświata
generative_answer: śmierci cieplnej Wszechświata

question: Jaka jest treść hipotezy Helmholtza sformułowanej w oparciu o II zasadę dynamiki?
plausible_answers: text: Wszechświat w końcu dojdzie do równowagi termodynamicznej, w której niemożliwa będzie zamiana energii cieplnej na pracę, przez co niemożliwy będzie rozwój Wszechświata
generative_answer: Wszechświat w końcu dojdzie do równowagi termodynamicznej, w której niemożliwa będzie zamiana energii cieplnej na pracę, przez co niemożliwy będzie rozwój Wszechświata

question: Dlaczego, według krytyków hipotezy Helmholtza, Wszechświat nie wpasowuje się w definicję układu izolowanego?
answers: text: gdyż nie można wyznaczyć obszaru, z którego nie wychodziłoby promieniowanie
generative_answer: gdyż nie można wyznaczyć obszaru, z którego nie wychodziłoby promieniowanie