الانتروبي Entropy

إذا أمعنا النظر في دراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث بين المواد وكذلك التحولات الفيزيائية من تبخر او انجماد وغير ذلك من العمليات الفيزيائية نجد أن هناك شيئا مشتركا بينها وهو حالة عدم الانتظام أو العشوائية فعند تمدد الغاز فان جزيئاته تبتعد عن بعضها فيقل انتظامها بمعنى أن جزيئاته في الحالة الأولية اقل عشوائية بينما في الحالة النهائية أصبحت أكثر عشوائية .
وإذابة نترات الامونيوم فان جزيئاتها وهي في الحالة الصلبة ثابتة ولها شكل هندسي محدد وبذلك فان الترتيب فيها عالي والعشوائية منخفضة ولكن عند ذوبانها في الماء فإنها تفككت وأصبحت دقائقها حرة الحركة في المحلول وبالتالي زاد عدم الترتيب أي أن العشوائية قد ازدادت .
لقد وجد عمليا ان الأنظمة تميل الى ان تصبح عديمة الانتظام ( عشوائية او فوضى ) ويمكن وصف صفة عدم الانتظام كميا بخاصية ثرموداينميكة تسمى الانتروبي . وحين نقول انتروبي عالي يعني ان للنظام اكثر لا انتظام . ان حالة الانتروبي الأعلى تكون مفضلة في التكوّن عن حالة الانتروبي الاوطأ . ان التغير في الانتروبي للتفاعلات الكيميائية او التحولات الفيزيائية يعتمد على انتروبي الحالة الابتدائية أي عشوائية المواد المتفاعلة وعلى انتروبي الحالة النهائية أي عشوائية المواد الناتجة ولا يعتمد على مسار التحول أي أن S1 - S2 = S Δ
فإذا كانت S Δ سالبة فيرافق التحول نقصان في العشوائية لان انتروبي الحالة الأولية اكبر من انتروبي الحالة النهائية وإذا كانت موجبة فيرافقه زيادة في العشوائية بمعنى أن انتروبي الحالة النهائية اكبر. إذن الانتروبي دالة حالة تقيس صفة العشوائية ( عدم الترتيب ) في المجموعة فالعملية التي يصاحبها تحول من حالة أعلى ترتيب ( اقل عشوائية ) إلى حالة اقل ترتيب ( أعلى عشوائية ) تعني زيادة في الانتروبي وتكون ( S Δ ) موجبة أما العملية التي يصاحبها تحول من حالة اقل ترتيب ( أعلى عشوائية ) إلى حالة أعلى ترتيب ( اقل عشوائية ) تعني نقصان في الانتروبي وتكون ( S Δ ) سالبة . وقد يتسائل المرء لماذا تكون حالة اللانتظام ( الانتروبي العالي ) اكثر احتمالات بالمقارنة مع من حالة الانتظام ( الانتروبي الواطئ ) . ان السبب في ذلك يعود الى ان هناك سبل كثيرة لاحداث ترتيبات غير منتظمة اكثر من ترتيبات منتظمة . ففي الجليد مثلا هناك ترتيب واحد فريد لجزيئات الماء في الحالة الصلبة بينما في الماء السائل هناك عدة ترتيبات تشكل جميعها خاصية الماء السائل وهكذا تكون ترتيبات جزيئات الماء السائل تكون اكثر احتمالا من الصلب . ولتوضيح المسالة بشكل اخر هو مقارنة بين احتمالية ظهور العدد 7 والعدد 2 في نرد الطاولي .عند دحرجتهما . نلاحظ ان العدد 7 هو اكثر احتمالا للظهور من العدد 2 ذلك لان العدد 7 يحتمل ان يكون ( 1+6 ) او ( 2+5 ) او 3+4) او ( 6+1 ) او (5+2) او 4+3 ) بينما هناك احتمال واحد فقط للعدد 2 هو ( 1+1) لذلك دحرجة 7 افضل من دحرجة 2 .