Entropie

[Mailou75]

Bonjour,

J'ai un problème de compréhension du phénomène d'entropie.
Si j'ai bien compris ça définit la capacité d'un système "laissé à l'abandon" à se désorganiser.
Pourtant quand on voit que quelques atomes d'H laissés à leur sort il y a 13Md d'années ont reussi à fabriquer... l'homme, cad la machine la plus complète et performante qui soit.
J'aurais donc tendance à penser qu'un système va plutot s'organiser que l'inverse si on laisse faire dame nature.
Ou alors j'ai rien compris au sens de l'entropie....

Merci d'avance
Mailou
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[ordage]

Bonjour,

J'ai un problème de compréhension du phénomène d'entropie.
Si j'ai bien compris ça définit la capacité d'un système "laissé à l'abandon" à se désorganiser.
Pourtant quand on voit que quelques atomes d'H laissés à leur sort il y a 13Md d'années ont reussi à fabriquer... l'homme, cad la machine la plus complète et performante qui soit.
J'aurais donc tendance à penser qu'un système va plutot s'organiser que l'inverse si on laisse faire dame nature.
Ou alors j'ai rien compris au sens de l'entropie....

Merci d'avance
Mailou

Salut

Ce problème a du être traité à maintes reprises.
Ce que dit la deuxième loi de la thermodynamique c'est que l'entropie totale d'un système isolé ne peut pas diminuer.
Pour une définission de l'entropie voir wiki par exemple. L'entropie est maximum quand tout les états possibles des éléments de ce système sont équiprobables.
L'entropie est liée à l'information en théorie de l'information puisque l'information qu'il faut acquérir pour connaître l'état d'un système est proportionnelle à son entropie (par convention on utilise des signes opposés pour leur mesure).

Si l'entropie diminue pour une partie du système, elle doit augmenter au moins autant pour le reste du système isolé.
Concernant la position de la vie, par rapport à l'entropie, ce point de vue avait été très bien décrit par N. Wiener dans un ouvrage assez ancien " Cybernétique et société".
Il définissait même un être vivant comme cela: Un système dont l'entropie peut diminuer, mais en fait cette définition est trop large.
Cordialement

[Mailou75]

Salut et merci pour ta réponse,

Je galère un peu à interpréter ce terme, c'est pas vraiment intuitif et ça ne se rapporte à aucune grandeur physique tangible...

Voyons voir si j'en comprends le sens :

L'entropie définit le degré d'organisation d'un système.
Par convention S est minimale quand le système est organisé et maximale quand il est désorganisé.

Dans la formule S=Q/T on comprend qu'un système désorganisé (ex : atomes libres dans un gaz) a une plus grande capacité à échanger de l'énergie avec son environnement qu'un système organisé (ex : molécule ) qui aura la capacité de conserver son énergie sous une forme différente (liaisons).

Dans un système isolé l'entropie ne peut, comme tu le dis, pas diminuer. Autrement dit il ne peut pas s'organiser naturellement.
L'exemple Wiki du jeu de carte est assez parlant : Ω=1 solution de jeu rangé et Ω=8.10^67 solutions de jeu dérangé.
On voit qu'un jeu battu aléatoirement n'a presque aucune chance d'être rangé.

Pour la théorie de l'information, je comprend cette "négentropie" comme la diminution de l'organisation du système.
Cad l'augmentation de l'entropie S du système (désorganisation).
Un système qui aura tendance à s'homogénéiser (baisse d'entropie) perdra de l'information.
(Soit dit en passant il est étrange d'avoir utilise un préfixe "neg-" alors que l'information fait augmenter l'entropie)

Bon ... quand on a dit ça on a pas dit grand chose... je vais donc tenter de répondre à ma question initiale

Mailou, t'as rien compris... tu crois que l'homme est une organisation du système alors que c'est l'inverse !
L'univers est à l'origine organisé, homogène donc d'entropie minimale, il ne contient pas d'"aspérités" (informations)
Si on le considère comme un système fermé (partons de ce postulat car c'est le sujet d'un autre fil) son entropie ne peut qu'augmenter.
Il ne peut que se désorganiser, cad devenir non-homogène, intégrer de l'information.
Ainsi sa capacité à abriter des échanges interne d'énergie va diminuer car les informations (matière) auront tendance à accumuler de l'énergie et non à l'échanger, le reste du système (vide) aura lui une entropie nulle afin que l'équilibre soit conservé dans le système total.
L'homme "est" donc au contraire une zone d'entropie maximale qui ne peut que diminuer (redevenir poussière)
Donc quand tu (je) dis qu'un système laissé à l'abandon se désorganise tu as raison, mais il ne faut pas croire que l'homme est une zone organisée de l'espace : l'homme est une erreur dans un monde parfait (BB)

J'ai bon ou j'ai encore tout faux ?

Merci d'avance
Mailou

[ordage]

Salut et merci pour ta réponse,

Je galère un peu à interpréter ce terme, c'est pas vraiment intuitif et ça ne se rapporte à aucune grandeur physique tangible...

Voyons voir si j'en comprends le sens :

L'entropie définit le degré d'organisation d'un système.
Par convention S est minimale quand le système est organisé et maximale quand il est désorganisé.

Dans la formule S=Q/T on comprend qu'un système désorganisé (ex : atomes libres dans un gaz) a une plus grande capacité à échanger de l'énergie avec son environnement qu'un système organisé (ex : molécule ) qui aura la capacité de conserver son énergie sous une forme différente (liaisons).

Dans un système isolé l'entropie ne peut, comme tu le dis, pas diminuer. Autrement dit il ne peut pas s'organiser naturellement.
L'exemple Wiki du jeu de carte est assez parlant : Ω=1 solution de jeu rangé et Ω=8.10^67 solutions de jeu dérangé.
On voit qu'un jeu battu aléatoirement n'a presque aucune chance d'être rangé.

Pour la théorie de l'information, je comprend cette "négentropie" comme la diminution de l'organisation du système.
Cad l'augmentation de l'entropie S du système (désorganisation).
Un système qui aura tendance à s'homogénéiser (baisse d'entropie) perdra de l'information.
(Soit dit en passant il est étrange d'avoir utilise un préfixe "neg-" alors que l'information fait augmenter l'entropie)

Bon ... quand on a dit ça on a pas dit grand chose... je vais donc tenter de répondre à ma question initiale

Mailou, t'as rien compris... tu crois que l'homme est une organisation du système alors que c'est l'inverse !
L'univers est à l'origine organisé, homogène donc d'entropie minimale, il ne contient pas d'"aspérités" (informations)
Si on le considère comme un système fermé (partons de ce postulat car c'est le sujet d'un autre fil) son entropie ne peut qu'augmenter.
Il ne peut que se désorganiser, cad devenir non-homogène, intégrer de l'information.
Ainsi sa capacité à abriter des échanges interne d'énergie va diminuer car les informations (matière) auront tendance à accumuler de l'énergie et non à l'échanger, le reste du système (vide) aura lui une entropie nulle afin que l'équilibre soit conservé dans le système total.
L'homme "est" donc au contraire une zone d'entropie maximale qui ne peut que diminuer (redevenir poussière)
Donc quand tu (je) dis qu'un système laissé à l'abandon se désorganise tu as raison, mais il ne faut pas croire que l'homme est une zone organisée de l'espace : l'homme est une erreur dans un monde parfait (BB)

J'ai bon ou j'ai encore tout faux ?

Merci d'avance
Mailou

Salut

La vie qui correspond à un processus d'organisation n'est pas un système isolé. La vie n'est pas immatérielle, tu respires, tu te nourris,...tu pollues l'environnement,.. tu es en relation avec l'extérieur que tu dégrades en t'organisant. Ce que dit la thermo, c'est que ce que tu gagnes localement c'est au détriment d'une dégradation au moins égale dans "l'environement".
Quant à l'entropie de l'univers, il y a eu des débats homériques là dessus (entre Penrose et Hawking), en particulier sur la valeur de l'entropie au "début" de l'univers, était elle minimale ou non car si elle n'était pas minimale cela ouvrait une porte vers des scénarios pré-big bang. Pendant longtemps on a cru que l'entropie variait peu (elle était essentiellement contenue dans le rayonnement fossile, les photons étant ultra majoritaires pour les particules) puis la découverte des trous noirs géants au coeur de la plupart des galaxies a changé la donne, elle augmenterait considérablement. Peut être que d'autres éléments à découvrir changeront encore les choses, le débat reste ouvert.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mailou75]

Salut

La vie qui correspond à un processus d'organisation n'est pas un système isolé. La vie n'est pas immatérielle, tu respires, tu te nourris,...tu pollues l'environnement,.. tu es en relation avec l'extérieur que tu dégrades en t'organisant. Ce que dit la thermo, c'est que ce que tu gagnes localement c'est au détriment d'une dégradation au moins égale dans "l'environement".
Quant à l'entropie de l'univers, il y a eu des débats homériques là dessus (entre Penrose et Hawking), en particulier sur la valeur de l'entropie au "début" de l'univers, était elle minimale ou non car si elle n'était pas minimale cela ouvrait une porte vers des scénarios pré-big bang. Pendant longtemps on a cru que l'entropie variait peu (elle était essentiellement contenue dans le rayonnement fossile, les photons étant ultra majoritaires pour les particules) puis la découverte des trous noirs géants au coeur de la plupart des galaxies a changé la donne, elle augmenterait considérablement. Peut être que d'autres éléments à découvrir changeront encore les choses, le débat reste ouvert.

Cordialement

Merci,

je crois que j'étais pas tout à fait au point... il va me falloir un peu de temps pour digérer tout ça.
Je vais attendre de m'en faire une image cohérente avant de vous la soumettre à nouveau.

Encore merci
Mailou

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Physiquement, l'entropie d'un système se manifeste de deux manières.
Quand on parle de système on parle d'un volume d'espace au sens classique. Ce qui me fait m'interroger sur l'entropie de l'Univers qui est un volume d'espace-temps.
La première manifestation concerne le nombre de possibilités d'arrangement des constituants d'un système dans le volume considéré.
exemple d'un bocal hermétique en verre (type de celui dans lequel on met des confitures) placé sur une plaque chauffante et qui initialement contient des glaçons.
Initialement, les constituants du système (en dehors du verre) sont ceux de l'air (sous forme gazeux donc) et les molécules d'eau qui sont fixes à l'intérieur des glaçons.
En accumulant de la chaleur, les glaçons vont fondre, les molécules d'eau vont pouvoir bouger dans l'eau liquide, le nombre de possibilités de chaque molécule de pouvoir occuper une place dans l'eau va augmenter, le nombre de possibilités d'arrangement de ton système va augmenter, l'entropie de ton système augmente.
Même chose avec l'étape suivante quand l'eau va se transformer en vapeur d'eau.

La seconde manifestation est dans la constitution.
prend un volume contenant quatre protons s'apprêtant à fusionner en un noyau d'hélium. A l'état initial l'entropie des quatre protons est supérieur à celui du noyau d'hélium d'autant plus que les deux antineutrinos émis vont sortir du système.
Ce qui me fait dire que les neutrinos et les photons sont les vecteurs de l'entropie, est-ce exact?

cordialement
Zefram

[ordage]

Bonjour,
La seconde manifestation est dans la constitution.
prend un volume contenant quatre protons s'apprêtant à fusionner en un noyau d'hélium. A l'état initial l'entropie des quatre protons est supérieur à celui du noyau d'hélium d'autant plus que les deux antineutrinos émis vont sortir du système.
Ce qui me fait dire que les neutrinos et les photons sont les vecteurs de l'entropie, est-ce exact?

cordialement
Zefram

Salut

Je pense que oui.

Ce qui compte c'est le nombre de degré de liberté pour le dénombrement (avec leur probabilité associée) des états possibles.
Si tu considères l'entropie thermodynamique classique d'un gaz de N atomes d'hydrogène. L'entropie est plus grande si l'hydrogène est mono atomique H que si c'est l'hydrogène moléculaire (H²), puisque dans un cas tu as N degrés de liberté et N/2 dans l'autre (du point de vue de la statistique H² se comporte comme une seule particule).

Cordialement