Entropy Bozeman Science Thai English (auto-generated)

EntropyYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 266.2K views 3.1K likes 53 dislikes 08 Jan 2014

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

hi it's mr. Andersen and this is

สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาเคมีพื้นฐานลำดับที่ 57 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของเอนโทรปี

chemistry essentials video 57 it's on

ซึ่งที่จริงแล้ว ก็คือการกระจายของสสารและพลังงาน .. ตัวอย่างเช่น สมมติว่าครูเอานมใส่แก้วมานิดนึง

entropy which is really the dispersal of matter and energy so imagine I had a

แล้วก็ตั้งใจทำให้นมในแก้วนี้หกออกมา ..นั่นก็จะเป็นการเพิ่มเอนโทรปีของระบบอันนึง

little bit of milk in a glass and I were to spill it I will have increased the entropy of this isolated system and

ที่จริงมีคำพูดเก่าแก่อันนึงที่บอกว่า อย่าร้องไห้ให้กับนมที่หกไปแล้ว (you shouldn't cry over spilled milk) .. ครูไม่เห็นด้วยเท่าไร

there's an old saying that you shouldn't cry over spilled milk

ที่จริงแล้วเราควรจะร้องไห้ให้กับเหตุการณ์อันนี้ .. นั่นก็เพราะว่า มันเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับไม่ได้

I totally disagree with this you should cry over spilled milk and the reason why is it's an irreversible process in other

หมายความว่า ไม่มีทางเลย ที่มันจะไหลกลับเข้ามาในแก้วได้เองอีก

words it's not just going to magically

เราได้ทำให้เอนโทรปีของระบบอันนี้เพิ่มขึ้นมาแล้ว และถ้าเราจะทำให้มันกลับไปยังจุดเดิม ก็จะต้องใช้พลังงานป็นจำนวนมาก

move back into the glass you've increased the entropy and it's going to take a lot of work to put it back where

การเรียนในระดับวิชาเคมีพื้นนฐาน (AP Chemistry) นี้ เรายังไม่ต้องเรียนถึงขั้นที่ต้องคำนวณเอนโทรปี

it was and so entropy and ap chemistry is not something that you'll have to

คงเป็นเพียงแต่การเรียนในเชิงคุณภาพเท่านั้น ..หมายความว่า เราจะต้องพิจารณาระบบแล้วก็วิเคราะห์ได้ว่า

calculate you have to understand it qualitatively in other words you have to look at a system and figure out what's

เกิดอะไรขึ้นกับเดลต้า S? .. แล้วเดลต้า S คืออะไร? .. ง่ายๆ .. ก็คือการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีเทียบกับแกนเวลานั้นเอง

happening to Delta s and so what is Delta s that's simply the change in

แล้วสัญญลักษณ์ดีกรี (ํ) เล็กๆตรงนี้มีความหมายอะไรพิเศษหรือเปล่า? ก็มีความหมายที่บอกว่า เราจะวัดเอนโทรปีกัน

entropy over time now what is this little degree symbol stand for that

ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานนั่นเอง .. ดังนั้น ถ้าเราจะเอาระบบอันนึงมาพิจารณา

means that we're measuring it at standard temperature and pressure and so if we were to look at a system we should

สิ่งที่เราต้องการก็คือสามารถทำนายได้ว่าค่าเดลต้า S จะเปลี่ยนไปอย่างไร ..และนั่นก็คือสิ่งที่ครูหวังว่าพวกเรา

be able to make predictions about what's happening to our Delta s and that's what

จะทำกันได้เมื่อดูวิดีโอในชุดนี้จบแล้ว .. อย่างที่บอกไปแล้วว่า ความหมายของเอนโทรปีก็คือการกระจาย ..คือการกระจายของสสาร

I hope you can do at the end of this and so if we define it it's simply dispersal

และการกระจายของพลังงาน ..เอาอะไรเป็นตัวอย่างดี? ..ก็สมมติว่าเรากำลังจะ

dispersal of matter and dispersal of energy so what are some examples of that

เปลี่ยนแปลงสถานะของอะไรสักอย่าง จากของแข็งไปเป็นของเหลว ไปเป็นกาซ .. จะต้องทำอย่างไร?

let's see where to make some phase changes we were to go from a solid to a liquid to a gas what would we be doing

เราก็จะทำให้เกิดการกระจายของสสารออกไปจากจุดศูนย์กลางของมัน ..นั่นคือ ทำให้

we'd be dispersing or moving that matter away from its center point and so we'd

เอนโทรปีเพิ่ทขึ้น ..นั่นคือ เดลต้า S จะมีค่าเป็นบวก

be increasing the entropy in other words our Delta s would be a positive value

เรากำลังทำให้สสารพวกนี้กระจายออก เทียบกับแกนเวลา ..เรายังสามารถทำได้ด้วยการใช้ปริมาณสารสัมพันธ์ด้วย ..นั่นคือ

we'd make that matter dispersed over time we also could do that by stoichiometry in other words if I look

เราอาจจะวิเคราะห์จำนวนโมลก่อนและหลังการเกิดปฏิกริยาได้ .. ถ้าครูได้จำนวนโมลเพิ่มขึ้นมา

at the moles before a chemical reaction in the moles after if I have more moles

หลังการเกิดปฏิกิริยา นั่นก็คือครูมีเอนโทรปีเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกัน ถ้าครูเอากาซมาเพิ่มปริมาตร

after the reaction I've increased the entropy and also if we take a gas and we

ก็หมายความว่าเรากำลังทำให้โมเลกุลเคลื่อนตัวออกจากกัน ก็คือการเพิ่มเอนโทรปี คือได้เดลต้า S

increase its volume we're moving those molecules apart and so we're increasing

มีค่าเป็นค่าบวก .. ทีนี้ หันมาดูกันที่พลังงาน .. เราจะกระจายพลังงานออกไปได้อย่างไร?

entropy or Delta s is going to be a positive value now let's say we look at

ก็ด้วยการเพิ่มอุณหภูมินั่นเอง ..ถ้าเราเอากาซมาเพิ่มอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตามกฎของ

energy how could we disperse energy well by increasing temperature if we increase temperature of gas according to the

ทฤษฎีโมเลกุลที่เคลื่อนที่ เราก็บอกได้ว่าพลังงานมีการกระจายตัว และนั่นก็เป็นการเพิ่มเอนโทรปีด้วย

kinetic molecular theory we're spreading that energy out and we're increasing

ทีนี้ จะว่าไปแล้ว คนส่วนใหญ่มักมีปัญหาในการทำความเข้าใจว่าเอนโทรปีคืออะไร ..ครูก็เลยอยากจะเอาตัวอย่างง่ายๆ

entropy now entropy is a term that people would really struggle with and so

มาช่วยอธิบาย .. ครูมีวิดีโออยู่สองอันตรงนี้ เป็นวิดีโอเดียวกันนั่นแหละ

I wanted to start with a good example and so I've got two videos here but they're the same exact video it's just

เพียงแต่ว่าอันนึงนั้น จะฉายเดินหน้า ส่วนอีกอันนึงก็จะฉายกลับถอยหลัง .. และสิ่งที่พวกเราต้องหาคำตอบก็คือ

that one of them is for word and the other is played

พยายามเดาว่าอันไหนที่เป็นการฉายเดินหน้า .. ครูจะเริ่มละ แล้วก็จะปล่อยให้เดินซ้ำ

backward and so your goal is to figure out which one is forward so let me start

ไปอยู่อย่างนั้นครั้งแล้วครั้งเล่า ..แล้วก็ให้พวกเราเดาว่าอันไหนเดินหน้า

playing that it's just going to loop over and over and over again and so your goal is to figure out which one is

คิดว่ารู้คำตอบแล้วหรือยัง? .. คำตอบที่ถูกต้องก็คือวิดีโอ A ที่จริง โจทย์นี้ ออกจะยากไปสักหน่อย

forward have you decided yet the right answer is a but that was kind of hard

มาดูอีกตัวอย่างนึงกันดีกว่า .. นี่ก็จะเป็นลูกตุ้มเล็กๆ อันนึง ..ครูจะเริ่มวิดีโอละ

let's look at another one I've got a little pendulum here and let me play

ก็เป็นวิดีโอเดียวกันอีกนั่นแหละ อันนึงก็ให้เดินหน้า ส่วนอีกอัน .. ซึ่งก็คืออันเดียวกัน

this video again it's the same video clip it's just that one of them is played forward and the other is the same

จะให้เดินถอยหลัง .. พวกเราคิดว่ารู้คำตอบมั้ย?

clip it's just played backward have you have figured out which one is forward

อันนี้น่าจะเดาได้ง่ายกว่าอันแรก ..คำตอบก็คือ B มาดูอันถัดไปกัน ..อันนี้น่าจะง่ายกว่าอีก

there's some clues in here but the right answer is B let's look at the next one

นี่ก็คิออันถัดมา .. ครูจะเริ่มละ ..อีกที ..ก็อย่างที่บอกไปแล้ว วิดีโอเดียวกัน อันนึงเดินหน้า อันนึงถอยหลัง ..คิดว่าพวกเราคงเดาได้ ..คำตอบก็คือ B นั่นเอง

it should be a little easier now so if we look at the next one I'm going to play this again so again same video once forward one is backward hopefully you

figured this out the right answer is B

วิดีโอ B นั้น เป็นอันที่เดินหน้า ส่วนวิดีโอ A นั้น ดูแปลกๆ เนื่องจากเดินถอยหลัง

is being played forward and a seems somewhat magical it's being played in

มาดูที่แก้วนมนี่ .. แก้วนมที่เห็นนี้ อันไหนฉายเดินหน้า?

Reverse let's look at the milk so if we look at the milk right here which one is

คิดว่าคงเดากันออกว่าคือวิดีโอ A ที่เดินหน้า ..เอาละ แล้วครูเอาวิดีโอพวกนี้มาให้ดูกันทำไม?

being played forward hopefully you figure this out a is being played forward okay and so why did I do that

ที่เรากำลังดูอยู่นี้ .. เป็นกระบวนการที่ย้อนกลับไม่ได้

well what we're looking at here are irreversible processes in other words if

หมายความว่า ถ้าเกิดขึ้นมาแล้ว ก็จะกลับไปอย่างเดิมไม่ได้ นั่นคือ เราจะไม่มีทางได้เห็น

we play it in this direction it's irreversible in other words it's

กระบวนการในทิศทางตรงข้ามเลย .. ต้องเข้าใจก่อนว่า ไม่ได้หมายความว่าเป็นไปไม่ได้เลย ..ที่จริงก็อาจเป็นไปได้

impossible for it to occur in the reverse now it's not totally impossible that could occur but it's statistically

เพียงแต่ว่าโอกาสที่จะเกิดขึ้นในทางสถิตินั้นน้อยมาก ที่จะเกิดขึ้นในทิศทางกลับด้านนั้น

improbable that it's going to move in the other direction and so that

ทิศทางของกระบวนการจึงเป็นสิ่งที่สำคัญมาก ในเรื่องของเอนโทรปี นั่นเพราะว่า

direction is really important when we start to talk about entropy because what

ในกระบวนการที่ย้อนกลับไม่ได้นี้ เป็นการเพิ่มเอนโทรปี หรือการกระจายของระบบ

happens during an irreversible process is that we're increasing the entropy or

แล้วก็มักจะไม่มีการเกิดย้อนกลับ ..ทั้งหมดนี้มีความสำคัญมาก

the dispersal of that system and it just doesn't move back and that'll become

โดยเฉพาะในหัวข้อที่เราจะพูดถึงในวิดีโอถัดไป .. แล้วก็มีกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิคส์ ที่กล่าวว่า

really important as we talk about the next few videos and so the second law of thermodynamics says that in an isolated

ในระบบที่เป็นอิสระหรือระบบปิดที่แยกส่วนออกมาจากสภาพแวดล้อมนั้น เอนโทรปีย่อมไม่มีการลดค่าลง

system or a closed system isolated from the universe entropy never decreases in

นั่นหมายความว่า ค่า เดลต้า S ที่เราพูดถึงนั้น จะมีค่าเป็นบวกเสมอ นั่นหมายความว่าสสารและพลังงานนั้น

other words our Delta s is always going to be positive in other words matter and

จะกระจายตัวออกไปตลอดเวลา .. นั่นหมายความว่าการไร้ระเบียบ

energy are going to become dispersed over time in other words randomness

จะค่อยๆ เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ..ทีนี้ พวกเราอาจจะบอกกับตัวเองว่า ไม่จริงมั้ง ..เพราะว่า เราก็เห็นสิ่งของต่างๆ

increases over time now you might think to yourself I know that's not true

ที่อยู่รอบตัวเรานั้น ก็ไม่เห็นแสดงลักษณะการไร้ระเบียบสักหน่อย ไม่ว่าจะเป็น ต้นไม้ รถยนต์ ดีเอ็นเอ ฯลฯ ..และครูก็ยอมรับว่า

because I see stuff out there that's not random in other words I see trees and cars and DNA and I know these things

สิ่งที่กล่าวถึงนั้น มีความเป็นระเบียบค่อนข้างสูงมากอยู่ ..ก็ต้องตอบว่า ที่สิ่งเหล่านี้ไม่เป็นไปตามกฎข้อสองของเทอร์โมไดนามิคส์นั้น

have a high amount of order well you're not violating the second law

ก็เนื่องจากว่าไม่ได้อยู่ในระบบที่แยกส่วนอยางที่เราได้กล่าวถึง หมายความว่า เราอาจจะเห็นการลดลงของเอนโทรปี

of thermodynamics because remember we're talking about an isolated system and so we can decrease entropy in an isolated

ในระบบที่แยกส่วนออกมา แต่ขณะเดียวกัน ย่อมจะต้องมีการเพิ่มขึ้น ของเอนโทรปีในสภาพแวดล้อม

system but whereas do that we're increasing entropy of the

หรือขอบเขตที่อยู่รอบๆ ..อีกครั้งนึง ..นิยามของเอนโทรปีคืออะไร? เอนโทรปีคืออะไร? ..ก็นิยามง่ายๆว่าเป็นการกระจายสสาร

surroundings or the universe around it and so again to define entropy what is it it's simply matter dispersal or

ออกไปรอบๆ .. ลองให้ครูยกตัวอย่างอันนึงของการกระจายของ

matter spreading apart and so let me give you an example of sort of a certain

สสารบางชนิด ..อันนี้ก็จะเป็นการเปลี่ยนสถานะธรรมดา ก็คือ ในตอนที่มีการเปลี่ยนแปลงจากของแข็งเป็นของเหลว

type of matter dispersal would simply be phase change so as we meet we move from

เป็นกาซ แล้วก็เป็นพลาสมานั้น สสารจะมีการเคลื่อนที่ออกจากกัน สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ ในขณะที่

a solid to a liquid to a gas to a plasma that matter is moving farther apart and so as it's doing that what we're doing

มีการเปลี่ยนแปลงจากของแข็งไปเป็นของเหลว ไปเป็นกาซนั้น สสารจะแยกออกจากกัน

as we move from a solid to a liquid to a gas is that matter spreading apart as it

และในขณะที่เกิดขึ้นนั้น เราก็จะเห็นเดลต้า S มีค่าเป็นค่าบวก ..ทีนี้

does we're getting a Delta S which is going to be a positive value now let's

ลองมาดูที่ปริมาณสารสัมพันธ์ .. เราก็ควรจะเห็นสมการมีลักษณะเป็นแบบนี้ แล้วก็น่าจะรู้ได้ทันที

look at stoie geometry you should be able to look at an equation like this

ว่าเดลต้า S ควรจะเป็นอย่างไร .. แล้วรู้ได้อย่างไรล่ะ? ถ้าเรามีสารตั้งต้นอยู่ทางด้านซ้าย

and immediately figure out what's our Delta s well how do you do that so if we've got our reactants on the left side

และผลิตภัณฑ์ทางด้านขวา ..ก็จะเห็นว่าทางด้านขวามีอยู่สองโมล และ

and our products on the right side we have two moles on the right side and

ทางด้านซ้ายมีแค่โมลเดียว .. ถ้าแสดงภาพให้ดูก็จะเป็นอย่างที่เห็น

only one mole on the left side if we if we show you a picture of that it looks

ก็คือเราเริ่มด้วย ไดไนโตรเจนเททรอกไซด์ เปลี่ยนไปเป็นไนโตรเจนไดออกไซด์สองโมล

like this so we have dinitrogen tetroxide and we're making two moles of nitrogen dioxide and so what are we

แล้วเกิดอะไรขึ้น? ก็จะมีการเพิ่มเอนโทรปี .. มาดูตัวอย่างถัดไปกัน

doing we're increasing the entropy you try the next one so if this is our

ในสมการอันนี้ของเรา ก็จะเริ่มจากน้ำในสถานะของเหลว เปลี่ยนไปเป็นกาซ คือไฮโดรเจนกับออกซิเจน

equation so we're taking liquid water and turning it into gas hydrogen gas and

แล้วจำนวนโมลล่ะเป็นอย่างไร? ก็จะเพิ่มขึ้นนั่นเอง

oxygen gas what's happened to the number of moles well we've increased that so

หมายความว่า เดลต้า S ก็จะเป็นค่าบวก มีการกระจายสสารออกไป ทีนี้ ..ตรงนี้แหละ

our Delta s is going to be a positive value we're spreading that matter apart

ที่จะบอกอะไรบางอย่างแก่เราเช่นกัน ..คือการเปลี่ยนจากของเหลว ไปเป็นกาซ .. นี่คือการเพิ่มเอนโทรปี

now there's another clue here as well we're going from a liquid to gases and so we really are increasing the entropy

ของระบบอย่างแน่นอน ..ทีนี้ มาดูเรื่องของปริมาตรกาซ .. การเพิ่มปริมาตรของกาซนั้น

of this system now let's look at gas volume as we increase the volume of a

ถ้าเรารู้ปริมาณที่แน่นอนของกาซ ..ในตอนที่กาซกำลังเพิ่มปริมาตรขึ้นเรื่อยๆ นั้น

gas so if we have a known quantity of that gas as the volume gets larger and

สสารก็กำลังกระจาย แยกตัวออกจากกัน เราก็จะได้ค่าเดลตา S

larger and larger the matter is spreading apart and so we're gonna have

ที่มีค่าเป็นบวก .. และเอนโทรปีนั้น ไม่เพียงแต่จะกระจายสสาร

a Delta s that's going to be a positive value so not only is entropy dispersal

แต่ยังกระจายพลังงานด้วย .. ซึ่งถ้าเราเอากฎการกระจายกาซของ Maxell-Boltzmann

of matter it's also dispersal of energy so if we were to look at this Maxwell Boltzmann distribution of a gas what we

มาอ้างอิง ก็จะได้กราฟที่มีลักษณะเป็นอย่างนี้ ..นั่นคือ เราจะมี

would see is a curve that looks like

จำนวนของโมเลกุลอยู่ในแนวตั้ง แล้วก็พลังงานในแนวนอน

that in other words these are going to be the number of molecules on the left this is going to be their energy you can

ก็จะเห็นได้ว่า โมเลกุลบางส่วนจะมีพลังงานจลน์สูง และบางส่วน

see that some of them are going to have a high amount of kinetic energy some of

ก็จะมีพลังงานที่ต่ำกว่า .. ถ้าเราเพิ่มอุณหภูมิขึ้น กราฟจะเปลี่ยนไปอย่างไร?

them are going to be lower but if we increase the temperature what does that

ดูเหมือนว่าทุกอย่างจะเลื่อนไปทางด้านขวา มีจำนวนโมเลกุล

curve look like is shifting everything over to the right side so we're going to

ที่มีพลังงานสูงเพิ่มขึ้น แล้วเกี่ยวข้องอย่างไรกับเอนโทรปี?

have more molecules that have a higher amount of energy and so what's that doing to our entropy it's increasing the

ก็จะไปเพิ่มเอนโทรปี เนื่องจากจะมีการกระจายของพลังงานออกไป ..มาสรุปกันว่าพวกเราได้เรียน

entropy because we are increasing the dispersal of that and and so did you learn to predict the sign

ที่จะอ่านสัญญลักษณ์และขนาดของการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปี ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการการเปลี่ยนแปลง

and relative magnitude of entropy changes associated with chemical and

ทางเคมีและทางกายภาพแล้วหรือไม่? ยังจำที่เห็นในรูปนี้ได้หรือไม่? หวังว่าคงยังจำได้ และก็หวังว่าคงจะได้ประโยชน์ไม่มากก็น้อย

physical processes could you remember this one right here I hope so and I hope that was helpful