Innføring i Grunnleggende Prinsipper ved Interaksjon med Fysmatere - Del 10

Beklager, bekalger. Det innlegget her skulle ha vært publisert i juni en gang, men jeg kom aldri så langt at jeg fikk ferdigstilt det. Men nå er det endelig sånn noenlunde ferdig. Innlegget blei påstarta den dagen jeg hadde hatt eksamen i termisk fysikk, så da falt temavalget ganske lett på: entropi.

Entropien kan vel sies å være noe av det mest abstrakte fysikken har å by på. Men den er allikevel ganske nyttig. Den sier nemlig noe om graden av uorden i et system, og uorden er jo ikke noe vi vil ha så mye av, eller? Et eksempel som sier litt om hvor mye entropien har hatt å si for enkelte kan finnes på gravsteinen til den østeriske fysikeren Ludwig Boltzmann. På den står det nemlig S = k*logW, som betyr at entropien er lik k (Boltzmanns konstant (Jeg vil også ha en fysisk størrelse oppkalt etter meg :(  )) multiplisert med logaritmen til antall mikrotilstander. 

En sentral lov som dukker opp i sammenheng med entropien er termodynamikkens andre lov. Den har ganske mange formuleringer. En av dem er at "perpetuum mobile" (evig bevegelse) er umulig. Vi kan altså aldri lage ei evighetsmaskin.

Men den mest forståelige formuleringa av loven er nok: "Den totale entropien i et lukka system kan ikke avta." Og i og med at universet kan sees på som et lukka system så kan altså ikke graden av uorden i universet avta. Vi vil altså slite med at graden av uorden bare vil øke og øke inntil det ikke kan øke mer (minner litt om endetidsbeskrivelsene i Bibelen).

Til nå har det meste vært ganske abstrakt, så vi får prøve å nærme oss begrepet på en litt mer begripelig måte. La oss derfor gjøre et lite tankeeksempel. Tenk deg at du sitter på det nyrydda rommet ditt med døra og vinduene igjen. Så begynner du å gjøre et eller annet. Sakte men sikkert vil rommet bli mer og mer rotete. Det vil bli støvete, ting vil komme vekk fra sin opprinnelige posisjon, søppelbøtta vil fylles osv. For å få det tilbake til sin opprinnelige tilstand må du rydde. Da synker entropien på rommet ditt, men den må øke andre plasser (for eksempel på gangen utafor rommet eller i søppeldunken). Her ser vi helt klart at så snart døra blir lukka igjen etter rydding (altså når du har et lukka system) vil det begynne å bli rotete igjen (altså vil entropien eller graden av uorden øke). Så neste gang noen klager på at det er mye rot på rommet ditt, så kan du bare skylde på en underliggende lovmessighet i universet.

(Det må påpekes at undertegnede ikke lenger har rettighetene til rommet som er brukt som illustrasjon, og at det aktuelle rommet heller ikke ser helt sånn ut lenger. Undertegnede hadde heller aldri så veldig stor entropi på det rommet (hvis du ser bort fra den entropien som befant seg der når hodet hans befant seg der) siden det var for liten plass til å rote. På det nye rommet er det imidlertid god golvplass, noe som har ført til litt for mye rot, men det går forhåpentligvis over så snart han har kommet i orden.)

Entropien kan også forklare hvorfor hodet fungerer så dårlig under eksamensperioden. Jo mer du leser, jo mer øker entropien i hodet. Alt du har lært og alt du burde ha lært fyker rundt i hodet i alle mulige retninger og lager en voldsom entropi, og den vil ikke synke før du lemper den over på eksamenspapiret. Følgende formel viser at entropien har sammenheng med både trykk, volum og temperatur. Det skjønner du lett når du tenker på at begrepet "koke over" kan brukes på en person som har så mye å tenke på at både temperetaturen (temperamentet) og trykket i hodet øker betraktelig.

Og når vi er inne på uorden i hodet for jeg vel prøve å avslutte det innlegget her med et liknende tema som har avslutta de siste innlegga i den serien her (det begynner å bli vanskelig). For når en gutt ser ei jente han liker, eller motsatt, vil tankene begynne å svirre rundt i hodet. Sånne tanker tar ganske mye plass, og da vil både trykket, temperaturen og entropien øke ganske mye. Det fører til ganske mange ikke helt gjennomtenkte handlinger, i og med at uorden begrenser tankevirksomheten betraktelig. Ei enkel tolkning av det her tilsier at fysikkens lover forutsier at man vil gjøre dumme ting når man er forelska. Hvem hadde trodd at forelskelse og termisk fysikk hadde noe til felles?

(De av dere som har virkelig orden i hodet vil sikkert kjenne igjen personene på den tegninga her fra ett eller to tidligere fysmatinnlegg (det gjelder forsåvidt også romtegninga over). I disse miljøtider mener jeg nemlig at det er viktig å tenke på gjenbruk.)

(Men nå må en litt for trøtt fysmater gå til sengs. Han skal opp tidlig i morra og burde ha lagt seg for lenge sida.)

Dagens bibelvers:

"For der det er misunnelse og selvhevdelse, der er det uorden og alt som ondt er." Jak 3,16
"Men la alt skje sømmelig og med orden!" 1. Kor 14,40