Sains Fizik 0

Apakah maksud entropi?

vdfvgbnyn

Semua benda suka bersepah-sepah.

Bayangkan situasi ini; di dalam sebuah kandang terdapat sebanyak 40 ekor kambing biri-biri. Kambing-kambing ini berkeliaran dalam kawasan kandang. Mereka bertebaran di mana-mana. Keadaan ini dinamakan kecelaruan (disorder). Kenapa kambing-kambing berkeliaran? Ini kerana mereka berasa selamat dari sebarang pemangsa.

Sekarang fikirkan, apa yang berlaku jika kita meletakkan seekor sheepdog ke dalam kandang kambing? Kambing-kambing pasti merasa terancam dan mereka mula bergerak ke satu kawasan sahaja, katalah di bahagian sudut kandang. Setuju?

Dari pandangan fizik, tindakan meletak sheepdog kedalam kandang dan menyebabkan mereka tidak lagi berkeliaran dipanggil increase the order of system. Iaitu meningkatkan tahap keteraturan dalam sebuah sistem. Sebenarnya situasi disorder berada dimana-mana. Contohnya di atas sebuah meja yang berselerakan dengan buku-buku, kepingan-kepingan kertas, brochures dan banyak lagi. Kebanyakan meja selepas beberapa lama akan menjadi tidak teratur ( disorder ), dan bersepah-sepah. Kertas-kertas tidak disusun mengikut kategorinya, ia berada di sudut kiri dan kanan meja, malahan terdapat juga di atas lantai dan di pintu masuk bilik!

Perkara yang sama boleh berlaku pada desktop komputer. Biasanya situasi desktop komputer tidak jauh berbeza dengan meja-meja yang berselerak. Desktop komputer setelah sekian lama akan menjadi tidak teratur ( disorder ) dipenuhi dengan folder-folder, fail-fail yang tidak disusun dan sebagainya.

Apabila tahap selerakannya sudah mula memeningkan kepala, kita akan mula mengemasnya supaya lebih teratur. Buku-buku disusun elok-elok di satu sudut meja, fail-fail disusun di tempatnya, kertas-kertas juga di compiled elok-elok. Kini meja yang berselerak tadi sudah “berwajah” baru. Ia lebih kemas dan bersih.

Secara tidak langsung kita sudah pun increase the order pada meja kita. Jadi, di dalam ketiga-tiga kes, samada kambing biri-biri, meja yang berselerak dan desktop yang berterabur, ia sebenarnya memberikan sebuah mesej secara tidak langsung — kita mempunyai kecenderungan untuk memenuhi ruang-ruang kosong dengan benda-benda.

Bermaksud, selagi ada ruang kosong, pasti akan ada barang yang diletakkan. Selagi ada ruang, kambing biri-biri akan memenuhi ruang tersebut. Begitu juga dengan buku-buku, kertas-kertas dan lain-lain lagi. Apa yang menariknya, kecelaruan ( disorder ) bukan terbatas kepada meja-meja sahaja. Ia bukan terbatas kepada desktop komputer sahaja. Dan ia juga tidak terbatas kepada kambing biri-biri sahaja. Sebaliknya, kebanyakan elemen alam semulajadi mempunyai kecenderungan untuk memenuhi ruang kosong, dan bersepah di semua kawasan kosong yang ada. Contohnya ialah gas.

Gas disorder

Katalah kita mempunyai satu kotak yang dibahagi kepada dua bahagian. Di tengah-tengah kotak itu kita letakkan pembahagi. Pembahagi ini boleh dialihkan jika kita mahu. Di satu bahagian kotak, kita letakkan sejenis gas bromin manakala di sebelah yang lain, tidak mempunyai gas langsung.

Kemudian, pembahagi pun dialihkan dari kotak. Apa yang akan terjadi? Jelas sekali gas-gas bromin akan memenuhi ruangan kosong yang tidak mempunyai gas tadi. Ini adalah kecenderungan semulajadi bagi gas sama seperti halnya dengan kambing biri-biri, dan juga kisah meja serta desktop komputer yang bersepah tadi.

Gas-gas terdiri daripada atom-atom dan molekul-molekul. Situasinya sama seperti kandang biri-biri tadi. Jika kita mempunyai 2 bahagian kandang, apabila pintu kandang kedua terbuka secara automatisnya kambing-kambing akan mula bergerak ke kandang bahagian lagi satu. Seperti yang disebutkan, ia adalah kecenderungan semula jadi untuk memenuhi ruang-ruang kosong yang ada.

Sekarang cuba bayangkan sebaliknya. Ambil balik contoh gas tadi. Kali ini mulakan dengan gas sudah pun memenuhi kedua-dua bahagian di dalam kotak. Boleh tak agaknya zarah-zarah gas tadi secara sendiri bergerak supaya memenuhi separuh sahaja bahagian kotak dan meninggalkan separuh lagi kosong? Perkara seumpama itu takkan berlaku, kerana sifat alam cenderung untuk bersepah-sepah dan tidak teratur (disorder).

Ini adalah pengajaran yang boleh didapati dari zarah-zarah gas ini. Dalam istilah sains keadaan disorder selalu dirujuk dengan sebuah istilah khusus dipanggil entropy. Semakin besar entropy, maka semakin tinggi tahap disorder.

Dalam contoh gas ini, tahap disorder bagi zarah gas telah meningkat dengan meningkatnya ruang pada kotak. Perkara ini telah dikaji oleh seorang ahli fizik berasal Austria yang bernama Ludwig Boltzman. Hasil dari penemuan inilah, maka lahirnya sebuah cabang baru dalam fizik klasik yang dinamakan fizik statistik ( statistical physics ).

Kerja-kerja plagiat tanpa memberikan kredit kepada sumber adalah suatu tindakan yang tidak bertanggungjawab dan menyalahi hak cipta dan kreativiti seseorang.

Rujukan :

[1] Richard Cardenas, (2017), what is entropy?, study.com 

[2] Johannes Koelman, (2012), what is entropy, science20.com

No Comments

Leave a reply