엔트로피의 개념

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하고 싶은 말: 엔트로피의 개념에 대해 정리한 문서입니다. 많은 도움이 되실 것입니다.

목차: 엔트로피(Entropy)란

21세기의 새로운 세계관, 엔트로피

자연세계의 변화 방향성을 규정한 엔트로피 법칙

자연세계의 엔트로피를 증가시키는 인공적 변화

저(低) 엔트로피 사회가 자원의 낭비와 오염을 줄일 수 있다

본문내용: 엔트로피(Entropy)란 물리학, 그 중에서도 특히 열역학에서 주로 다루는 개념으로 자연 현상에서 관찰되는 어떤 성질을 일컫는 말이다. 온도나 압력처럼 엔트로피도 양적으로 나타낼 수 있어서 「엔트로피가 크다, 또는 작다」라는 표현을 쓰기도 한다. 엔트로피란 간단히 말하자면 「무질서도(度)」다. 즉, 얼마나 질서가 없는가, 또는 얼마나 예측 불가능한가를 나타내는 말이다. 이 개념을 쉽게 이해하기 위해 다음과 같은 예를 들어본다.
●한 학급에 학생이 30명이 있는데 모두 정해진 자리가 있다면 엔트로피는 0이다. 다시 말해서 무질서도가 제로라는 것이다. 그러나 지정좌석이 없고 누구든지 아침에 등교할 때 빈자리 아무 곳에나 마음대로 앉도록 되어 있다면 엔트로피가 아주 큰 것이다. 즉, 30개의 좌석 각각에 누가 앉을지 전혀 예측할 수 없는 것이다.
언뜻 보기에는 이 엔트로피라는 개념이 무슨 의미가 있나 여겨질지도 모르지만 사실 「엔트로피 증가의 법칙」은 이 우주를 지배하고 있는 자연계의 기본 원리 가운데 하나다. 자연의 모든 일은 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행된다.
히터를 틀면 실내 공기가 더워진다. 히터가 정상적으로 가동하는데 온도가 내려가는 일은 절대로 벌어지지 않는다. 기온이란 공기 분자들의 운동 에너지 평균치를 구하는 것이다. 따라서 기체 분자들이 열에너지를 받으면 받을수록 더 활발히 운동하게 돼 온도는 더 높게 측정된다. 이 현상을 엔트로피의 입장에서 말하자면, 기체 분자들이 활발하게 운동하면 할수록 그만큼 그 궤적은 예측 불가능하게 되는 것이다. 이처럼 자연의 모든 현상은 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행되며 그 반대의 현상은 결코 일어나지 않는다. 다시 말해서 엔트로피가 증가하는 현상은 언제나 비가역적(非可逆的)이다. 불 위에 올려놓은 주전자의 물이 얼어붙는 일은 절대로 일어나지 않으며, 엎질러진 물이 고스란히 그릇 안으로 다시 모이는 일도 불가능하다. 자연계의 모든 일은 확률이 더 큰 방향으로 진행돼 마침내 평균이 되어서야 멈춘다. 그런데 자연에는 반(反)엔트로피를 만들어내는 존재들이 있다. 대표적인 것이 바로 생물이다. 특히 인간은 엄청나게 강력한 반엔트로피의 창조자다. 자연 상태로 존재하는 각종 자원들을 가공해서 인공적인 형태로 바꾸어 놓는다. 그러나 긴 세월이 흐르면 인간이 만들어놓은 것들도 결국은 자연 상태로 돌아간다. 건물은 무너져서 다시 흙이 되고 음식물이나 배설물도 썩어서 다시 흙으로 돌아가며 인간 스스로도 늙어 죽어서 결국은 흙으로 돌아간다. 결국 이 우주는 까마득하게 오랜 세월이 흐르면 엔트로피 최대의 수준, 다시 말해서 열적 평형의 상태에 도달하게 되고 그것이 바로 우주의 종말이라는 얘기가 된다.

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