Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Στα μέσα του 19^ου αιώνα η οικοδόμηση της Φυσικής σημαδεύεται από το ενδιαφέρον των Ευρωπαίων φυσικών για την έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ . Μια ενδιαφέρουσα ιδέα έχει κάνει την εμφάνισή της.

Η ενέργεια εκτός από ποσότητα εμπεριέχει και ένα στοιχείο ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ.

Ειδικά μάλιστα η λειτουργία της ατμομηχανής είχε οδηγήσει τη σκέψη των θεωρητικών στην ιδέα για την ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Η ενέργεια ενός κλειστού συστήματος μπορεί «ποσοτικά» να διατηρείται αλλά ποιοτικά υποβαθμίζεται. Και ενώ η Διατήρηση της ενέργειας είχε ήδη περιγραφεί από τον Πρώτο Νόμο της Θερμοδυναμικής, η περιγραφή της υποβάθμισης της ποιότητας της ενέργειας είχε ανάγκη από μια καινούρια έννοια.

Γεννημένος, το 1822 στο Koslin της Πρωσίας - το σημερινό Koszalin της Πολωνίας –

ο Rudolf Clausius, στα 43 του, το έτος δηλαδή 1865, θα προτείνει πρότεινε μια καινούρια έννοια η οποία θα μπορούσε να βαθμολογήσει την ποιότητα-χρησιμότητα της ενέργειας.

Η λέξη την οποία χρησιμοποίησε για να «βαφτίσει» την καινούρια έννοια η δημιουργημένη με υλικό αρχαίας ελληνικής γλώσσας γερμανική λέξη ENTROPIE. Στην ελληνική γλώσσα αποδόθηκε « εντροπία» .

Κατά την εξέλιξη ενός φαινομένου κατά τη διάρκεια του οποίου η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή η μεταβολή της εντροπίας ορίζεται με την εξίσωση ΔS = Q/T

όπου Q η θερμότητα που εισέρχεται ή εξέρχεται από το σύστημα κατά την εξέλιξη του φαινομένου και Τ η τιμή της σταθερής θερμοκρασίας

Εφόσον μεταβιβάζεται θερμότητα στο σύστημα - Q > 0 – η εντροπία του αυξάνεται

Εφόσον το σύστημα μεταβιβάζει θερμότητα στο περιβάλλον - Q < 0 – η εντροπία του ελαττώνεται.

Η στοιχειώδης μεταβολή εντροπίας dQ ορίζεται με τη σχέση dS = dQ/T

Κατά τη διαγραφή ενός κύκλου κατά τον οποίο οι μεταβολές είναι αντιστρεπτές – όπως ο κύκλος Carnot – η συνολική μεταβολή της εντροπίας - η μεταβολή της δηλαδή κατά τη «συμπλήρωση του κύκλου - είναι μηδέν. ΔS = 0

Αν αναμείξουμε δύο υγρά το 1 και το 2 διαφορετικής θερμοκρασίας Τ₁ > Τ₂ - και το σύστημα θεωρηθεί κλειστό – μεταβιβάζεται θερμότητα από το θερμότερο προς το ψυχρότερο μέχρι να αποκατασταθεί σταθερή θερμοκρασία.

Εφόσον το αρχικά θερμότερο αποδίδει θερμότητα η εντροπία του ελαττώνεται. Εφόσον στο αρχικά ψυχρότερο μεταβιβάζεται θερμότητα η εντροπία του αυξάνεται. Η εντροπία του συστήματος στο σύνολό της ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ. ΔS₁ + ΔS₂ > 0 .

1850. To σημαντικότερο έργο του είναι το Über die bewegende Kraft der Wärme -Περί της κινητήριας δύναμη της Θερμότητας. Το παρουσίασε, το 1850, στην Ακαδημία Επιστημών του Βερολίνου και στη συνέχεια το δημοσίευσε στο περιοδικό Annalen der Physik . Το έργο του αυτό, το οποίο εμπεριέχει μια διατύπωση του Δεύτερου νόμου της Θερμοδυναμικής, σηματοδοτεί τη θεμελίωση της σύγχρονης Θερμοδυναμικής.

1865. Δεκαπέντε χρόνια αργότερα μαζί με την παρουσίαση της έννοιας ΕΝΤΡΟΠΙΑ θα προχωρήσει σε μια επαναδιατύπωση των νόμων της Θερμοδυναμικής.

Ο πρώτος: Η ενέργεια του Σύμπαντος διατηρείται και

Ο δεύτερος: Η εντροπία του Σύμπαντος τείνει σε ένα μέγιστο

.