الحوارية الثامنة / حوار مفتوح..حول موضوع فيزيائي مهم

[حسن جابر]

السلام عليكم ...

إسمحوا لي في البداية بحمد الله والثناء عليه بمفاهيم وحقائق فيزيائية...أسال الله القبول

الحمد لله مالك الملك ..مجري الفلك .. مسخر الرياح.. فالق الإصباح .. ديان الدين .. رب العالمين .. الذي من خشيته .. ترعد السماء وسكانها .. وترجف الأرض وعمارها.. وتموج البحار ومن يسبح في غمراتها ..
والصلاة والسلام..على من دنا فتدلى ..فكان قاب قوسين أو أدنى ..خاتم الأنبياء والمرسلين ..محمد المصطفى..
وعلى أهل بيته الطيبين الطاهرين ..مصابيح الهدى وسفينة النجاة
وعلى أصحابه الغر الميامين... الدرر البهية والكواكب الزهية..

نقترح عليكم .. أسرتنا الغالية.. ان يتقدم أحد الأعضاء بطرح موضوع فيزيائي مهتم ومتمكن به .. ثم نثري الموضوع بأسئلة وآراء ومقترحات .. لإثراء الموضوع والنقاش في الطرق والآليات للإستفادة من الموضوع في حياتنا اليومية
أنتظر من كل عضو مشارك تقديم :
1- أسمه الحقيقي أوالمستعار
2-الموضوع الذي يراه مناسباَ للنقاش لايزيد عن صفحة ومن حقه خلال النقاش إضافة مايريد لإثراء الموضوع

وسوف يتم الحوار مع الأعضاء المشاركين حسب التسلسل... وشكرا

[الصادق]

حياك الله اخي الكريم حسن جابر

اريد ان اقترح موضوع ارى انه مهم جداً وسهل جداً و معقد جداً يمكن ان نشرحه فى سطر واحد او قد نحتاج الى كتاب كامل لشرحه , لذلك لن اكتب عنه اكثر
الموضوع هو
القانون الثاني للثيرمودينمك

[محمد ابوزيد]

اشكرك اخى حسن جابر على فتح الموضوع


اخى الصادق:


اقتراح جميل خاصة وان له علاقة بالانتروبيا والنسبية وتدفق الزمن والعكوسية والانسحاق العظيم

والثقوب السوداء

اخوكم / محمد ابوزيد

[حسن جابر]

الله يوفقكم .. أخي الغالي الصادق ..وأخي الحبيب محمد أبو زيد على تلبية الحوارية بسرعة البرق وليكن الموضوع الأول القانون الثاني في الثرموداينمك... ننتظر من أخونا الصادق طرح ملخص عن الموضوع هنا ..لكي يبدا الاعضاء بطرح تسائلاتهم ..وآرائهم عليكم...
كما وأدعو أخي الحبيب محمد أبو زيد من تهيئة الموضوع القادم.... ننتظر ردود الأعضاء....

[محمد ابوزيد]

اشكرك جدا اخى الكريم حسن جابر
وعلى بركة الله

اخوكم / محمد ابوزيد

[حسن جابر]

وفقكم الله جميعاً....
ترقبوا أسرة المنتدى.. الحوارية الثامنة ؟ الموضوع الأول

بعنوان / القانون الثاني في الديناميكا الحرارية
the second law of thermodynamic

مقدم من قبل

مشرف منتدى الفيزياء الحديثة والنظرية النسبية
الأستاذ : الصادق

فليتفضل مشكوراً....

[الصادق]

الاخوة الكرام حسن جابر ومحمد ابوزيد حياكما الله

اقتبس من موقع ويكيبيديا

هناك الثلاثة صيغ للقانون الثاني للثيرمودينمك، كل صيغة ترى الواقع من زاوية معينة، ولكنها تتحد جميعا في المعنى.

الصيغة الأولى وهي تتضمن انتقال الحرارة :

من المستحيل أن تنتقل كمية من الحرارة من جسم عند درجة حرارة منخفضة إلى جسم عند درجة حرارة مرتفعة إلا ببذل شغل من الخارج.

الصيغة الثانية وهي تتضمن الإنتروبيا:

تزداد انتروبيا أي نظام معزول مع الوقت، ويميل لكي يصل إلى نهاية عظمى سواء في النظام المعزول أو في الكون.

الصيغة الثالثة وهي تتضمن تحول الطاقة الحرارية إلى شغل:

من المستحيل تحويل الطاقة الحرارية بأكملها إلى شغل بوساطة عملية دورية.

والصيغة الرياضية فى حالة النظام المعزول تُعطى بـ
http://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{dS}{dt}\geq%200
حيث S هى الانتروبيا النظام و t تمثل الزمن

من اراد التوسع يمكنه الرجوع الى الرابط التالى
http://en.wikipedia.org/wiki/Second_law_of_thermodynamics

[رجب مصطفى]

موفقين إن شاء الله ...

إختيار جميل جداً ... لأنه "بالنسبة لي" أنا أفهم القانون الأول تماماً ... لكن بالنسبة للثاني والثالث ... فأنا بجد مخنوق منهم

لأن معظمهم كلام فلسفي عقيم لم أستوعب منه أي شئ

وبالذات المعادلة التالية لما لها من علاقة بالفيزياء الإحصائية

:<math>S = k \log\left[\Omega\left(E\right)\right]\,</math>

ليس التفسير الرياضي ولكن المعنى الفيزيائي، فاضطرت إلى أن أقبلها كما هي مؤقتاً حتى أستوعب باقي الكورس

[رجب مصطفى]

كيف أدرج المعادلة بالمشاركة ؟؟؟

[محمد ابوزيد]

اهلا بك اخى رجب مصطفى:

كلك يمين على الصورة ثم خصائص واختار العنوان ثم اختار فى المكان الذى تريده من الموضوع

علامة الصورة تجدها باللون الاصفر بها اهرامات

بالضغط عليها يوجد مكان لوضع الرابط


واذا كان الرابط لا يعمل قم برفعها على رابط اخر

اخوكم / محمد ابوزيد

[محمد ابوزيد]

اهلا بك اخى العزيز الصادق

اسمح لى بالسؤال اذا كان القانون الثانى للديناميكا الحرارية يبين لنا ان الانتروبيا تزداد مع مرور الزمن

فنحن مثلا نرى الكوب يسقط وينكسر الى اجزاء

انه اتجاه من النظام الى الفوضى ولكننا لا نرى الكوب يتجه من

الاجزاء المبعثرة او الاشلاء الى كوب منظم

ويستخدم هذا الاتجاه فى الديناميكا الحرارية لتعيين اتجاه الزمن

حيث انه لا يمكن ان تقل الانتروبيا فى داخل نظام معزول

الان السؤال:

هل يحدث هذا ايضا على المستوى الميكروسكوبى ام الماكرسكوبى فقط

ثانيا:

هل يمكن عكس اتجاه الزمن؟

اخوكم / محمد ابوزيد

[محمد ابوزيد]

سهم الزمن

http://www.cosmokalam.com/scientific/seminars/timearrow.pdf

اخوكم / محمد ابوزيد

[محمد ابوزيد]

الانتروبيا:

http://www.uqu.edu.sa/files2/tiny_mce/plugins/filemanager/files/4180008/topics_of_chapters_general_chemistr y/08th_chapter_thermodynamics/364.pdf

اخوكم / محمد ابوزيد

[محمد ابوزيد]

http://www.uqu.edu.sa/files2/tiny_mce/plugins/filemanager/files/4180008/topics_of_chapters_general_chemistr y/08th_chapter_thermodynamics/368.pdf

[محمد ابوزيد]

الانتروبيا والكون المتناهى:

http://www.islamahmadiyya.net/pdf/rvl_part4_06.pdf

اخوكم / محمد ابوزيد

[إيمـان]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
ما شاء الله يا استاذ محمد مراجع مميزة
والطرح المقنع في الفصل السادس للانتروبيا والكون المتناهي
معلومات بسيطة عن قانون التحريك الحراري الثاني
القانون الاول للتحريك الحراري قانون حفظ طاقة ولا يميز بين الشغل من الحرارة وطبقا له فانه يمكن زيادة الطاقة الداخلية لنظام ما بتزويده بحرارة او ببذل شغل عليه او كليهما لكن يوجد فرقا بين الحرارة والشغل لم يميزه القانون الاول للتحريك الحراري
من الممكن تحويل الشغل كليا الى حرارة لكن العكس لا
ويوجد صيغ لقانون التحريك الحراري الثاني
صيغة كلاوسيوس تسري الحرارة طبيعيا من الجسم الساخن الى البارد ومن المستحيل ان تسري الحرارة من الجسم البارد الى الساخن بشكل طبيعي
صيغة كلفن وبلانك
من المستحيل تصميم الة حرارية بحيث تكون النتيجة الوحيدة لعملية حرارية دورية امتصاص طاقة حرارية من مستودع حراري وتحويلها كليا الى شغل ميكانيكي
وصيغة اخرى لكلاوسيوس
من غير الممكن ان تكون النتيجة الوحيدة لعملية حرارية دورية هي سريان كمية من الحرارة من مستودع حرارة ذي درجة منخفضة الى مستودع حرارة ذي درجة حرارة اعلى دون الحاجة الى بذل شغل ميكانيكي
هذه الصيغ تتعلق بعمليات حرارية محددة ولكن هناك عمليات لا يمكن حدوثهافي الطبيعة على الرغم من عدم تعارضها مع القانون الاول للتحريك الحراري
فكانت الصيغة الاعم والاشمل لقانون التحريك الحراري من خلال مفهوم الانتروبي
وهذا ما وضحه بالتفصيل الاستاذ محمد

[محمد ابوزيد]

الان خذ صورة للكون على بعد 1000 سنة ضوئية ثم 10000 سنة ضوئية ثم 100000 سنة ضوئية

ثم مليون سنة ضوئية ثم 10 مليون سنة ضوئية ثم 100 مليون سنة ضوئية ثم مليار سنة ضوئية

ثم 10 مليار سنة ضوئية


انك تشاهد ماضى الكون

ماذا يحدث؟

تزداد سرعة الكون كلما ابتعدنا يزداد الميل الى النظام ويقل الميل الى الفوضى

تزداد درجة الحرارة وترتفع الكثافة

تتجمع الاشلاء معا لتؤلف نظاما

لقد انعكس اتجاه الزمن

نحن نتجه فى رحلة اذا حدثت الى الانسحاق العظيم

فهل يمكن ان يحدث ذلك؟

اخوكم / محمد ابوزيد

[حسن جابر]

Second Law of Thermodynamics - The Laws of Heat Power
The Second Law of Thermodynamics is one of three Laws of Thermodynamics. The term "thermodynamics" comes from two root words: "thermo," meaning heat, and "dynamic," meaning power. Thus, the Laws of Thermodynamics are the Laws of "Heat Power." As far as we can tell, these Laws are absolute. All things in the observable universe are affected by and obey the Laws of Thermodynamics.

The First Law of Thermodynamics, commonly known as the Law of Conservation of Matter, states that matter/energy cannot be created nor can it be destroyed. The quantity of matter/energy remains the same. It can change from solid to liquid to gas to plasma and back again, but the total amount of matter/energy in the universe remains constant.

Second Law of Thermodynamics - Increased Entropy
The Second Law of Thermodynamics is commonly known as the Law of Increased Entropy. While quantity remains the same (First Law), the quality of matter/energy deteriorates gradually over time. How so? Usable energy is inevitably used for productivity, growth and repair. In the process, usable energy is converted into unusable energy. Thus, usable energy is irretrievably lost in the form of unusable energy.

"Entropy" is defined as a measure of unusable energy within a closed or isolated system (the universe for example). As usable energy decreases and unusable energy increases, "entropy" increases. Entropy is also a gauge of randomness or chaos within a closed system. As usable energy is irretrievably lost, disorganization, randomness and chaos increase.

Second Law of Thermodynamics - In the Beginning...
The implications of the Second Law of Thermodynamics are considerable. The universe is constantly losing usable energy and never gaining. We logically conclude the universe is not eternal. The universe had a finite beginning -- the moment at which it was at "zero entropy" (its most ordered possible state). Like a wind-up clock, the universe is winding down, as if at one point it was fully wound up and has been winding down ever since. The question is who wound up the clock?

The theological implications are obvious. NASA Astronomer Robert Jastrow commented on these implications when he said, "Theologians generally are delighted with the proof that the universe had a beginning, but astronomers are curiously upset. It turns out that the scientist behaves the way the rest of us do when our beliefs are in conflict with the evidence." (Robert Jastrow, God and the Astronomers, 1978, p. 16.)

Jastrow went on to say, "For the scientist who has lived by his faith in the power of reason, the story ends like a bad dream. He has scaled the mountains of ignorance; he is about to conquer the highest peak; as he pulls himself over the final rock, he is greeted by a band of theologians who have been sitting there for centuries." (God and the Astronomers, p. 116.) It seems the Cosmic Egg that was the birth of our universe logically requires a Cosmic Chicken...

[حسن جابر]

أن الحرارة تنتقل تلقائياً فقط من الجسم الساخن إلى الوسط الأكثر برودة ويبقى الانتقال مستمراً بينهما حتى يحل التوازن الحراري التام .
أما تغيير اتجاه حركة الحرارة فيتم ببذل شُغل ما لأن الشغل كغيره من أنواع الطاقة المشاركة في عملية ما ، يتحول كلياً إلى بسهولة إلى حرارة .
ولقد عرف الانسان منذ عهود قديمة تحول الشغل كله إلى حرارة فكان يحصل على النار بالاحتكاك وغير ذلك وكذلك في الطبيعة تجري عمليات تحول الشغل إلى حرارة بشكل مستمر ومثال ذلك : الاحتكاك - الاصطدام - الكبح ...
أما بالنسبة لتحول الحرارة إلى شغل فيختلف الأمر تماماً فمثلاً يحدث هذا التحول في الآلات الحرارية فقط بوجود فرق في درجتي حرارة مصدر الحرارة ومُستقبلها ، علماً أنه
عندئذ لا يمكن أن تتحول كل الحرارة إلى شغل ، وينتج مما تقدم أن ثمة فرق كبير بين تحول الحرارة إلى شغل وبالعكس .
أما القانون الذي يدل على اتجاه التدفق الحراري ويُبين الحد الأقصى المحتمل لتحول الحرارة إلى شغل في الآلات الحرارية فهو القانون الثاني الذي تم التوصل إليه من التجارب والحياة العملية والذي يملك أهمية خاصة في جميع العمليات الحرارية ولا يقتصر فعل هذا القانون على الهندسة الحرارية فقط فهو يفعل فعله في الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والفلك .... وغيرها من العلوم .
ويعود الفضل في اكتشاف قانون الديناميكا الثاني إلى المهندس والعالم الفرنسي سادي كارنو الذي صاغ جوهره في عام 1824 م ، في مؤلفاته عن [ القوة المحركة للنار ]
حيث يقول : { أينما وُجد فرقٌ في درجات الحرارة يمكن توليد القوى المحركة } .
أما القوة الحرارية المحركة فهي لا تتعلق بالمواد الوسيطة التي تؤدي إلى نشؤ الحرارة : فقيمتها تتحدد فقط بدرجة حرارة الأجسام التي يجري انتقال السائل الحراري بينها
في نهاية الأمر ، ولكي نحصل على قوة محركة أكبر يجب أن تكون درجة حرارة الغاز في الحالة الأولية أعلى ما يُمكن وكذلك يجب أن يكون التبريد أكبر ما يمكن أيضاً .
ولا يجوز التفكير في استخدام القوة الحرارية المحركة كلها لأن ذلك مستحيل عملياً - بمشيئة الله -
وبعد ذلك وضع العالم ( كلاوزيوس ) في الخمسينات من القرن الماضي الصيغة الأحدث والأعم للقانون الثاني للديناميكا { لا يمكن للحرارة أن تنتقل من جسم بارد إلى جسم ساخن دون دفع الثمن }
ويجب القبول بفرضية كلاوزيوس وكأنها قانون تجريبي تابع من مراقبة الطبيعة المحيطة ، ولقد صاغ كلاوزيوس هذه الفرضية لتطبيقها في مجال الهندسة والتكنيم ، إلا أنها باتت صحيحة في مجال الفيزياء والكيمياء أيضاً .
وتُعبّر هذه الفرضية كغيرها من صيغ القانون الثاني عن أحد القوانين الأساسية لكن غير المطلقة من قوانين الطبيعة لأنها تنطبق على الأجسام ذات القياسات المحدودة في الشروط الأرضية المحيطة بنا .
أما تومسون فقد أعلن في عام 1851 م في آن واحد مع كلاوزيوس عن صيغة أُخرى لقانون الديناميكا الثاني : { لا يمكن أن تتحول كل الحرارة الصادرة عن مصدر حراري ما إلى شغل ، إذ يتحول جزء منها إلى شغل ، أما الآخر فينتقل إلى مُستقبل الحرارة } .
إذاً لإنتاج شغل ما يجب أن يكون لدينا مصدر للحرارة درجة حرارته عالية ، ومصدر حراري درجة حرارته منخفضة ، عدا ذلك تُبين فرضية تومسون أن تصميم محرك أبدي يُنجز الشغل باستخدام الطاقة الداخلية للبحار والمحيطات والهواء وحدها فقط هو أمر غير ممكن .
وأوضح العالم أوستفالد أن هذه المقوله يمكن أن تكون أيضاً صيغة أخرى للقانون الثاني للديناميكا الحرارية { إن تصميم محرك أبدي من النوع الثاني هو أمر غير ممكن } .
ويُقصد بالمحرك الأبدي من النوع الثاني بأنه المحرك القادر على تحويل كل الحرارة المأخوذه من مصدر واحد إلى شُغل .
وهناك صيغ أخرى للقانون الثاني للديناميكا الحرارية لا تختلف من حيث المضمون عن ما ذُكر آنفاً .

* المصدر / كتاب : الترموديناميكا الهندسية والنقل الحراري .
للمؤلف / فلاديمير ناشوكين .
ترجمة الدكتور / محمد جواد المحمد

[محمد ابوزيد]

اولا هذا شرح للدكتور حازم عن الانتروبيا

http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=4203&highlight=%CD%D3%C7%C8+%C7%E1%E3%CB %E1%CB%C7%CA

ثانيا:

كلمة حوارية تعنى تحاور

وعندما نتحاور نتناقش فى اراء بعضنا البعض

فاين هذا النقاش؟

اخوكم / محمد ابوزيد

[البتول1]

بسم الله الرحمان الرحيم

الحمد لله رب العالمين وصلى الله على رسوله وآله الطاهرين وأصحابه المنتجبين :

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته : حقيقة موضوعكم جدا دقيق ومميز ومهم ، واسمحوا لي بالمشاركة ليس بوضع بحوث وإنما بوضع أسئلة لكم وليس الغرض منها أن أمتحنكم وإنما هى تساؤلات تخطر في بالي ، بعدما قرأت من مشاركاتكم المهمة والتي نتعلم منها كل ما لا نعلمه طرح في بالي سؤال لقد رأيت أن معظم البحوث لعلماء أجانب ونحن نعلم أن العرب والمسلمين هم أول من توصل للعلم في جميع المجالات وأكيد أن العلماء توصلوا لمعلومات وبحوث عربية فهل ياترى يوجد اسم من علمائنا إن كان قديما أو حديثا لدينا علماء جدا لديهم القدرة على البحث والإكتشاف العلمي وأتمنى منكم أن تضعوا رأي علماء العرب في هذا المجال إن كان موجود ، وهل اكتشف هذا العلماء القدامى قانون الديناميكا الحرارية ومن هم الذين إكتشوا ؟ أعتذر إذا كان السؤال غير مهم ، وأتمنى أن تسمحوا بوضع مشاركة قريبة إنشاء الله - قبل أن تبدؤ الحوارية بينكم ، فإنتظروني ولكم جزيل الشكر والثواب...

[حسن جابر]

أخونا محمد أبو زيد يعتب علينا أين حوار الاعضاء مع أخونا الصادق صاحب الموضوع.... أحببت أن أكون مستمعاً..لملاحضات الأعضاء وأسئلتهم ..وآرائهم ..ولحين مشاركة الأعضاء الآخرين ..
لدي مجموعة أسئلة لإثراء هذا الموضوع الشيق...
لتسهيل فهم وإدراك هذا الموضوع لجميع الطلبة :
بأبسط صورة
1- ما هو نص القانون الثاني للديناميكا الحرارية..؟
2-ماذا نعني بالعملية العكوسة..؟
3- ما هي الآلة الحرارية...؟
4-ما هو البراد..؟
5- ماذا نعني بالإنتروبي..؟
6- كيف يمكن الإستفادة من هذا الموضوع في حياتنا اليومية..؟

[حسن جابر]

كما أوضح أخونا الصادق... ولكن بطريقة أخرى
القانون الثاني للديناميكا الحرارية يمكن تعريفه بثلاث صيغ متكافئة
1- تنساب الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد وليس بالعكس
2- لاتوجد آلة حرارية تدور بإستمرار يمكنها تحويل كل حرارتها الداخلية إلى شغل مفيد
3- إذا تغير نظام ما تلقائياً، فإنه يتغير بطريقة تزيد من الانتروبيا ، أو في أحسن الأحوال تجعلها ثابتة

القانون الثاني يعرف لنا الطريقة التي سيحدث بها التغير التلقائي ، بنما ينبئنا القانون الأول عما إذا كان التغير ممكناص أم لا..
القانون الأول يعنى بحفظ الطاقة .. أما القانون الثاني فيعنى بتبديد الطاقة

[حسن جابر]

أصبح واضحا للجميع أن مانقله أخونا العزيز محمد أن :
الأنتروبي entropy
تعریفھ : الأنتروبي والذي یرمز لھ بالرمز (s) ھو : مقیاس مباشر لخاصیة عدم
الانتظام (درجة الفوضى – العشوائیة) بین الجسیمات (أیونات، ذرات أو جزیئات)
المكونة للنظام. أو باختصار : الأنتروبي ھو مقیاس للعشوائیة(مقیاس لعدم الانتظام).

تعریف أدق للأنتروبي :
الأنتروبي : خاصیة ثیرمودینامیكیة تصف الى أي مدى تصل درجة الفوضى وعدم انتظام جسیمات النظام ، وتشتت الطاقة المصاحبة لھذه الجسیمات وكلما كان الانتظام
قلیلاً في النظام (العشوائیة أكبر) كلما كانت قیمة الأنتروبي كبیرة ، وكلما كان النظام أكثر
انتظاماً (أقل عشوائیة) كلما كانت قیمة الأنتروبي صغیرة.

[حسن جابر]

يمكن القول إن القانون الأول للديناميكا الحرارية ينص على مبدئ حفظ الطاقة، وذلك بأن التغير في الطاقة الداخلية لنظام مغلق و ساكن، يساوي كمية الطاقة المتبادلة مع الوسط الخارجي على شكل حرارة أو عمل. فيما ينص القانون الثاني على أن الحرارة لا يمكنها المرور بطريقة تلقائية من جسم ذي درجة حرارة منخفضة إلى آخر ذي درجة حرارة مرتفعة بدون الإتيان بعمل. وذلك يعني أنه من غير الممكن الحصول على عمل دون أن تفقد منه كمية على شكل الحرارة. و توصل لهذين القانونين الفيزيائي الفرنسي سادي كارنو في بداية القرن التاسع عشر. وفي سنة 1865، أدخل الفيزيائي الألماني رودلف کلاوزیوس دالة الإعتلاج، ومن خلالها يصاغ القانون الثاني على أن "التحول التلقائي في نظام معين لا يمكن أن يتحقق بدون أن ترتفع هذه القيمة فيه وفيما حوله". يُعبر الإعتلاج، من وجهة نظر عيانية، على عدم إمكانية تسخير كل الطاقة في نظام ما للقيام بعمل ميكانيكي. وتصفها الميكانيكا الإحصائية على أنها قياس لحالة الفوضى للمكونات المجهرية للنظام من ذرات وجزيئات.
تحضى الديناميكا الحرارية أهمية كبرى في العديد من المجالات؛ في الكيمياء والهندسة الكيميائية وعلم الأحياء وإنتاج الطاقة والتبريد. فعلى سبيل المثال، يمكن للديناميكا الحرارية تفسير الأسباب التي تجعل بعض التفاعلات الكيميائية تتم من تلقاء نفسها، فيما لا يمكن ذلك للبعض الآخر.

[حسن جابر]

لكي نستمر بالموضوع لحين تواجد أخونا الصادق .. معنا للإجابة على أسئلة الأعضاء..أوضح بعض النقاط الهمة في الموضوع ..وليعذرني.. أخي محمد أبو زيد فقد تأخر الصادق والأعضاء الآخرين ..على الإجابة على أسئلته..
يمكن القول أن هناك صيغتان تقليديتان للقانون الثاني للديناميكا الحرارية
1- صيغة كلفن - بلانك : والتي مفادها أنه يستحيل بناء آلة تعمل في دورة ولا تنتج أي أثر عدا إستخلاص الحرارة من خزان وأداء كمية مساوية من الشغل
2- صيغة كلاوسيوس : والتي مفادها أنه يستحيل بناء آلة تعمل في دورة ولا تنتج أي أثر عدا نقل الحرارة من جسم بارد إلى جسم آخر حار

[الصادق]

موفقين إن شاء الله ...

إختيار جميل جداً ... لأنه "بالنسبة لي" أنا أفهم القانون الأول تماماً ... لكن بالنسبة للثاني والثالث ... فأنا بجد مخنوق منهم

لأن معظمهم كلام فلسفي عقيم لم أستوعب منه أي شئ

وبالذات المعادلة التالية لما لها من علاقة بالفيزياء الإحصائية

:<math>S = k \log\left[\Omega\left(E\right)\right]\,</math>

ليس التفسير الرياضي ولكن المعنى الفيزيائي، فاضطرت إلى أن أقبلها كما هي مؤقتاً حتى أستوعب باقي الكورس

حياك الله اخي الغالي رجب مصطفى

اولاً ما هو عدد الحالات http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega؟
لنأخذ مثال بسيط : اذا كان لدينا قطعة عملة معدنية و قمنا بحدفها فى الهواء فما هو عدد الحالات المختلفة التى يمكن الحصول عليها ؟
بالطبع هناك حالتان فقط فما ان نحصل على صورة H او ان نحصل على كتابة T, اذن فان عدد الحالات الممكنة يساوى 2 اى ان http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=2

الان اذا كررنا نفس التجربة مرتين فان عدد الحالات الممكنة هى اما ان نحصل فى المرة الاولى على كتابة وفى الثانية على كتابة ايضاً او نحصل فى المرة الاولى على كتابة وفى الثانية على صورة او فى المرة الاولى نحصل على صورة وفى الثانية على كتابة او اخيراً نحصل على صورة مرتين متتاليتين و هكذا فان هناك اربعة حالات ممكنة وهى
HH, HT, TH, TT
اى ان http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=4
الان ماهو احتمال الحصول على صورة فى المرتين اى الحصول على HH ؟ طبعاً نسبة لتكرر هذه الحالة مرة واحدة من مجمل الـ4 حالات فان الاحتمال يساوي 1/4
اما احتمال الحصول على صورة وكتابة فيساوي عدد تكرار الحصول على النتيحتين المختلفتين HT و TH اى ان الاحتمال يساوي 2/4
و اخيراً احتمال الحصول على كتابة فى المرتين اى الحصول على TT يساوي عدد مرة ظهورها على عدد الحالات الكلي اى 1/4

الان اذا قمنا بالقاء قطعة العملة 4 مرات فان الحالات الممكنة هى
HHHH, HHHT, HHTH, HHTT, HTTT, HTTH, HTHT, HTHH
THHH, THHT, THTH, THTT, TTTH, TTHT, TTHH, TTTT

اى ان هناك 16 حالة مختلفة http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=16

كم هو عدد مرات ظهور الحالة التى بها اربعة صور HHHH؟
بالطبع مرة واحدة من مجمل الـ16 حالة

ما هو ابسط وصف يتبادر لذهنك عن هذه الحالة HHHH؟ اى مثلاً ماهى نتيجة حدف العملة فى المرة الاولى؟
بالطبع هى H
ثم ما نتيجة المرة الثانية؟ بكل تأكيد هى H
..ماهى نتيجة المرة الثالثة ؟
انها H والرابعة ايضاً هى H.

اهاه .... او لا تتفق معي الان بان افضل وصف لهذه الحالة HHHH هى انها حالة مرتبة


سؤال آخر: كم مرة تكررت حالة التى بها ثلاثة صور و كتابة واحدة؟
دعنا نحسب ... لقد ظهرة الحالات HHHT و HHTH و HTHH و THHH اذن فان عدد مرات ظهور هذه الحالة هو 4 من مجمل الـ16
اذن قد ظهرة الكتابة مرة و احدة بينما ظهرت الصورة ثلاثة مرات و لكن متى ظهرة الكتابة؟ هل فى اول عملية حدف للعملة؟ الاجابة ببساطة هى ... ربما .
حسناً هل ظهرت الكتابة فى المرة الثانية؟
ربما من المحتمل .
هل ظهرث فى الثالثة؟
ربما ..
هل ظهرت فى المرة الرابعة؟
ربما ..

وهكذا فى الحالة المرتبة HHHH كانت الاجابات تحمل طابع التأكيد اما الان فى الحالة التى بها 3 صور و كتابة واحدة جاءت الاجابات بطابع احتمالي لاننا نعلم ان هناك صورة واحدة ولكن لانعلم بالضبط متى ظهرت فما ان تظهر فى التجربة الاولى او فى الثانية او فى الثالثة او فى الرابعة اذن فان هناك مقدار من العشوئية . و يمكن ان نصف حالة 3 صور وكتابة واحدة بانها حالة اكثر عشوائية من حالة الـ4 صور

سؤال آخر: كم مرة تكررت حالة بها صورتين وكتابتين؟
لقد ظهرت الحالات HHTTو TTHHو THTH و HTHTو HTTH و THHT اذن فان عدد مرات ظهور هذه الحالة هو 6 من مجمل الـ16
لا داعي من المراوغة فمن الواضح ان هذه الحالة اكثر عشوائية من سابقتها فيمكن ان تظهر الصور فى التجارب الاولى والثانية او فى الثالثة والرابعة او فى الثانية والرابعة او فى الاولى والثالثة او فى الاولى والرابعة او فى الثانية والثالثة

دعنا نلخص ما سبق
احتمال الحصول على الحالة المرتبة HHHH هو عدد مرات ظهور هذه الحالة مقسوماً على عدد الحالات الكلي اى ان الاحتمال يساوى 1/16
احتمال الحصول على حالة بها 3 صور و كتابة واحدة (حالة اكثر عشوائية مقارنة بالحالة السابقة ) يساوى عدد مرات ظهور هذه الحالة من مجمل عدد الحالات اى ان الاحتمال يساوي 4/16
احتمال الحصول على حالة بها صورتين وكتابتين (حالة اكثر عشوائية من سابقتها) يساوي عدد مرات مرات ظهور هذه الحالة 6 على مجمل عدد الحالات اى ان الاحتمال يساوي 6/16
احتمال الحصول على حالة بها 3 كتابات و صورة واحدة (حالة اقل عشوائية من السابقة) هو4/16
احتمال الحصول على حالة بها 4 كتابات (حالة مرتبة) يساوي 1/16

من هذا المثال البسيط جداً نرى ان الحالة هناك نزعة و ميل للحالة الاكثر عشوائية لان احتمال الحصول على الحالة الاكثر العشوائية 6/16 اكبر من احتمال الحصول على الحالة المرتبة 1/16

يستخدم الفيزيائيون كلمة اخرى للتعبير عن العشوائية و هى الانتروبيا وهى عبارة مقياس لعشوائية المنظومة

كل الذى ا اردت ان افعله فى هذه المشاركة هو اقناعك بان الانتروبيا تعتمد على عدد الحالات http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega. وارجو ان اكون قد وفقت فى ذلك.

الان ربما انت تتسأل عن علاقة مثال العملة بالواقع الفيزيائى؟ حسناً دعنى اعطيك مثال آخر
افترض انه لدينا اربعة الكترونات و لكل الكترون حالتين من حالات اللف المغزلى فاما ان يكون لف اعلى spin up 0 (تقابل فى مثال العملة H) واما ان يكون لف سفلي spin down (تقابل T فى مثال العملة) لاحظ معي ان عدد الالكترونات يقابل عدد مرات اجراء التجربة فى مثال العملة.
الان ياصديقي ماهو عدد الحالات الكلى؟ لن اعيد الحساب مرة اخرى و عدد الحالات هو 16
حالة وجود كل الالكترونات الاربعة بلف مغزلى اعلى تمثل حالة مرتبة و احتمال الحصول عليها يساوي 1/16
والحالة الاكثر عشوائية هى حالة الكترونين بلف مغزلى اعلى والكترونين بلف مغزلي سفلى و احتمال الحصول على هذه الحالة يساوي 6/16

يمكن ان نطور هذا المثال الى مثال غاز من N الكترون و يكون عدد الحالات الكلي يساوي http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=2^N
وكي تتأكذ خذ الحالة N=4 لتجد ان عدد الحالات الكلي http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=2^4=16
الحالة الاكثر عشوائية هى حالة ان يكون فيها لنصف عدد الالكترونات لف مغزلى اعلى ويكون لنصف الآخر لف مغزلي سفلي
وعدد مرات تكرار هذه الحالة هو عدد طرق اختيار N/2 من N اى ان
http://latex.codecogs.com/gif.latex?C^{N}_{N/2}=\frac{N!}{(N/2)!(N/2)!}

حتى تتأكد جرب بنفسك. خذ مثلاً N=4 (اتت تعرف الاجابة مسبقاً ) وعوض لتحصل على
http://latex.codecogs.com/gif.latex?C^{4}_{2}=\frac{4!}{(2)!( 2)!}=\frac{24}{4}=6

احتمال الحصول على حالة الاكثر عشوائية يساوي عدد مرات تكرارها على عدد الحلات الكلي.

أرأيت اخي نستطيع من مثال بسيط ان نتحدث عن واقع فيزيائى

و اخيراً لو كان لدينا غاز من N جسيم ولكل جسيم عدد من الحالات الفيزيايئة ليست بالضرورة ان تكون اللف المغزلي (مثل صورة و كتابة فى مثال العملة ) بل اى حالة فيزيائية ممكنة مثل الطاقة و كمية الحركة والاندفاع الزاوي او حالات الكمية للجسيم الكمي .....الخ

من هنا نرى ان العشوائية ترتبط بعدد الحالات الكلي من واقع فيزيائى و كما قلنا فان الفيزيائيون يستخدمون الانتروبيا S كمقياس للعشوائية و يطلقون على عدد الحالات الكلي http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega مسمى الثقل الاحصائى و هكذا نقول ان الانتروبيا تعتمد على الثقل الاحصائى اى ان الانتروبيا دالة فى الثقل الاحصائى
http://latex.codecogs.com/gif.latex?S=f(\Omega)

ولكن ما هو شكل هذه الدالة؟ سوف اتجنب الرياضيات قدر الامكان واعتمد فقط على الحدس الفيزيائى للاجابة على هذا السؤال .

افترض انه لدينا صندوق مكعب مقسوم بواسطة جدار الى نصفين و فى كل نصف يوجد غاز من الجسيمات و هكذا يكون لكل نصف عدداً كلياً من الحالات اى ثقل احصائى و ليكن مثلاً الثقل الاحصائى للنصف الاول هو http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega_1 بينما ان الثقل الاحصائى للنصف الثانى هو http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega_2 اذا قمنا بازالت الجدار بين النصفين ما الذى سوف يحدث؟ بالطبع سوف تختلط الجسيمات و يصبح لدينا عدداً من الحالات يساوى حاصل الضرب http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=\Omega_1\Omega_2

دعنا نتأكد من هذا الادعاء. افترض ان النصف الاول يحتوي على الكترونين و بالتالى فان عدد حالات اللف المغزلى يساوى http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega_1=2^2=4 و افترض ان النصف الثاني يحتوي على ثلاثة الكترونات وعليه فان عدد الحالات فى النصف الثانى يساوي http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega_2=2^3=8
وهكذا اذا قمنا بازالت الجدار العازل فان المنظومة الجديدة سوف تحتوي على عدد 2+3=5 الكترونات اى ان عدد الحالات الكلي سوف يصبح http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=2^5=32 وهكذا نجد ان الـ32 هى حاصل ضرب الـ4 فى الـ8 اى ان الثقل الاحصائى بعد دمج النظامين يساوى حاصل الضرب http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=\Omega_1\Omega_2

و لكن ماهى قيمة انتروبيا النصف الاول؟ قلنا ان الانتروبيا هى دالة فى الثقل الاحصائى و لذلك فان انتروبيا النصف الاول من الصندوق تساوي http://latex.codecogs.com/gif.latex?S_1=f(\Omega_1) بينما ان انتروبيا النصف الثانى هى دالة فى الثقل الاحصائى للنصف الثاني اى ان http://latex.codecogs.com/gif.latex?S_1=f(\Omega_1)
و لكن بعد اوالت الجدار العازل فان الانتروبيا الكلية تساوى مجموع الانتروبيا للنصفين اى ان http://latex.codecogs.com/gif.latex?S=S_1+S_2
ولكن طالما ان الانتروبيا هى دالة فى الثقل الاحصائى فاننا نترجم العلقة السابقة الى
http://latex.codecogs.com/gif.latex?f(\Omega)=f(\Omega_1)+f(\ Omega_2)
ولكننا وجدنا ان الثقل الاحصائي بعد ازالت الجدار العازل هى http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Omega=\Omega_1\Omega_2 وبالتعويض فى العلاقة الاخيرة نجد ان
http://latex.codecogs.com/gif.latex?f(\Omega_1\Omega_2)=f(\Om ega_1)+f(\Omega_2)
والان قل لي ماهي الدالة f التى تحول حاصل الضرب الى حاصل جمع الدوال . اولست تتفق معي ان الدالة التى تحول الضرب الى حاصل جمع الدوال هى الدالة الوغريثمية http://latex.codecogs.com/gif.latex?\ln(\Omega_1\Omega_2)=\ln (\Omega_1)+\ln(\Omega_2)

اى ان f تتناسب مع ln وعليه تصبح العلاقة بين الانتروبيا و الثقل الاحصائى هي
http://latex.codecogs.com/gif.latex?S=\rm%20const\times%20\ln (\Omega)
حيث اننا ادخلنا الثابت من اجل ضبط الوحدات الفيزيائية و لما كانت وحدات الانتروبيا هى جول على الدرجة كلفن و ان الوغريثم ليس له وحدات فان وحدات الثابت يجب ان تكون جول على الكلفن و هذه هى بالضبط وحدات بولتزمان
اذن فان
http://latex.codecogs.com/gif.latex?\large%20S=\rm%20k%20\ln( \Omega)


بالطبع ان هذا الاثبات ليس بالاثبات الانيق الموجود فى المراجع و الذي ينتج من و ضع منظومة فى اتزان حراري مع حمام حراري فى درجة حرارةT (انصحك بشدة ان تتطلع على اى كتاب من كتب الميكانيكا الاحصائية لتجد ذلك الاثبات) . ولكنه محاولة متواضعة منى لايجاد اثبات من مفاهيم فيزيائية بسيطة و من دون تعقيد رياضي
فارجو لن اكون قد وفقت فى هذه المحاولة

والله اعلم

[الصادق]

اهلا بك اخى العزيز الصادق

اسمح لى بالسؤال اذا كان القانون الثانى للديناميكا الحرارية يبين لنا ان الانتروبيا تزداد مع مرور الزمن

فنحن مثلا نرى الكوب يسقط وينكسر الى اجزاء

انه اتجاه من النظام الى الفوضى ولكننا لا نرى الكوب يتجه من

الاجزاء المبعثرة او الاشلاء الى كوب منظم

ويستخدم هذا الاتجاه فى الديناميكا الحرارية لتعيين اتجاه الزمن

حيث انه لا يمكن ان تقل الانتروبيا فى داخل نظام معزول

الان السؤال:

هل يحدث هذا ايضا على المستوى الميكروسكوبى ام الماكرسكوبى فقط

ثانيا:

هل يمكن عكس اتجاه الزمن؟

اخوكم / محمد ابوزيد


الان السؤال:

هل يحدث هذا ايضا على المستوى الميكروسكوبى ام الماكرسكوبى فقط

نعم يحدث على المستوى الميكروسكوبي لان الانتروبيا مفهوم عام سوى كانت المنظومة مكونة من جسيمات صغيرة مثل جزئيات الغاز مثلاً او من جسيمات كبيرة مثل اجزاء الكون الواسع


هل يمكن عكس اتجاه الزمن؟
فقط فى حال كان القانون الثاني للثيرمودينمك غير صحيحاً

و لكن يجب ان نلاحظ ان الانتروبيا هى سلوك جماعي لمنظومة وبالتالى يمكن ان تقل الانتروبيا لفرد فى المنظومة ولكن انتروبيا المنظومة ككل سوف تزداد مع الزمن و هذا هو السبب فى قولنا ان الانتروبيا للنظام المعزول تزداد بمرور الزمن

والله اعلم

[الصادق]

اولا هذا شرح للدكتور حازم عن الانتروبيا

http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=4203&highlight=%cd%d3%c7%c8+%c7%e1%e3%cb %e1%cb%c7%ca

ثانيا:

كلمة حوارية تعنى تحاور

وعندما نتحاور نتناقش فى اراء بعضنا البعض

فاين هذا النقاش؟

اخوكم / محمد ابوزيد

نعم اخي الكريم معك حق
الحوار ية تعني التحاور والنقاش
لذلك اعتقد فكرة ان يطرح الجميع الاسئلة على شخص واحد ليجيب عليها ليست طريقة عملية فى الحوار
فيجب علينا ان نناقش اراء بعضنا البعض كما تفضلت اخي
لذلك ادعو جميع الاخوة للمشاركة فى الحوار

[محمد ابوزيد]

بالفعل اخى الصادق اقصد الجميع

وادعو الجميع للمشاركة وانا اولهم

واشكر اخى الكريم حسن جابر على عرضه للمفاهيم الاساسية

والاسئلة المعروضه

اخوكم / محمد ابوزيد

[رجب مصطفى]

يا أستاذنا / الصادق

لا أدري ماذا أقول لك ... فكلمة شكر لا تكفي

فجزاك الله كل الخير ... على هذا التعب والمشقة في الشرح


من هنا نرى ان العشوائية ترتبط بعدد الحالات الكلي من واقع فيزيائى و كما قلنا فان

هذا بالضبط ما كنت أسعى لأعرفه


انصحك بشدة ان تتطلع على اى كتاب من كتب الميكانيكا الاحصائية لتجد ذلك الاثبات

لا تقلق نفسك بموضوع الرياضيات معي فأنا فاهم الإثبات والأمر بسيط إن شاء الله


محاولة متواضعة منى لايجاد اثبات من مفاهيم فيزيائية بسيطة و من دون تعقيد رياضي فارجو لن اكون قد وفقت فى هذه المحاولة

فهذه محاولة عظيمة منك ولقد وفقت فيها بحمد الله ...


تأخر الصادق والأعضاء الآخرين ..على الإجابة على أسئلته..

عندنا يقولون "الغائب حجته معاه"

وأنا أقول "إن كان الغائب هو الصادق فإنه يحضر لنا الإجابات على أسئلتنا"

على العموم أنا لى عودة بعدما أنتهي من آخر مادة عندي (إلكتروديناميكا) ... لأسئلك عن


vector and scalar magnetic potentials

Why advanced theories such as relativity and quantum mechanics use the magnetic vector potential and the electric scalar potential instead of the electric and magnetic fields

فحتى ذلك الحين أترككم في رعاية الله

[حسن جابر]

هذا الصادق الذي نعرفه.. علماً.. وفكراً ..وخلقاً...
أنا متفق معكم وقد وجهت دعوة لجميع الأعضاء.. للمشاركة بالحوارية ... لا أن تقتصر على طرف واحد... وأن يكون التفاعل بناء وثمر للخروج بنتائج جيدة... تنتظر بعض الأسئلة إجابات .... نتمنى من الجميع طرح مالديهم من أفكار ...ولتغطية الموضوع بصورة متكاملة

[هيفاء]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
طرح رائع وجميل جزاكم الله خيرا وبارك فيكم
يبدوا إني غبت طويلا
لاحظت العديد من المستجدات في المنتدى
ولعل أبرزها موضوعكم هذا وفقكم الله ونفع بكم
أعتذر الآن لا أملك متسعا من الوقت للإلمام بالموضوع وبما ذكرتم
لهذا سامر ممر الكرام ولي عودة بإذن الله
لقد لحظت أنكم تطرقتم إلى موضوع جميل للغاية
آمل أن أستفيد بإذن الله



أقول قولي هذا وأستودعكم الباري

[حسن جابر]

من المواضيع الشيقة التي يتناولها هذا الموضوع الاحتمالات..وإليكم السؤال التالي
وهو سؤال بسيط لأبنائنا الطلبة :
نظام يتكون من ثلاث عملات..يمكن مناقشة إحتمالات أوجهها أو خلفياتها.. ماعدد الطرق المختلفة لنظام فيه


الحل : إذا فرضنا أن وجه العملات باللون الأخضر
وخلفية العملات باللون الاحمر
فإن :
1- وجه جميع العملات إلى فوق
يوجد إحتمال واحد فقط يكون فيها وجه جميع العملات فوق : 0 0 0

2 - خلفية جميع العملات فوق
الحل :

ايضاً يوجد إحتمال واحدة فقط تكون خلفية العملات فوق : 0 0 0

3- خلفية واحدة ووجهان فوق
الحل:

هنالك ثلاث إحتمالات :
الاحتمال الأول : 0 0 0
الاحتمال الثاني: 0 0 0
الاحتمال الثالث : 0 0 0

4- خلفيتان ووجه واحد فقط
الحل :

الاحتمال الأول : 0 0 0

الاحتمال الثاني : 0 0 0

الاحتمال الثالث : 0 0 0

[حسن جابر]

سؤال آخر وهو مثال بسيط لأبنائنا الطلبة :
أربع قطع معدنية حمراء من جانب وصفراء من الجانب الآخر بكم طريقة مختلفة :
1- يكون فيها ثلاث أوجه حمراء فوق؟
2- يكون فيها وجهان أحمران فوق ؟
الحل:
1- هناك أربع إحتمالات يكون فيها ثلاث أوجه حمراء فوق :
الاحتمال الأول: 0 0 0 0
الاحتمال الثاني : 0 0 0 0
الاحتمال الثالث : 0 0 0 0
الاحتمال الرابع: 0 0 0 0

2- هناك ستة احتمالات يكون فيها وجهان أحمران فوق ...... مطلوب منك حلها بنفس الطريقة

[smooclali]

hydrocodone and alcohol Athens (http://www.cheapvaltrex.smffy.com/index.php/topic,10.0.html) and hydrocodone without a pre******ion order hydrocodone without pre******ion Overland Park (http://www.splinder.com/myblog/post/747351)Since hydrocodone and acetaminophen is taken as needed, you may not be on a dosing schedule. If you are taking the medication regularly, take the missed dose as soon as you remember. Also see: hydrocodone and acetaminophen alternative names Oxnard (http://www.livevideo.com/Hyrdocodone) P.S. Sorry for choosing "http://www.eibda3.com/vb/forumdisplay.php?f=399" to leave a offer for all about pre******ion medications hydrocodone adderall canada

[الحسن الخطيب]

بارك الله بكم يا أساتذة المنتدى
و الشكر للجميع للأستاذ حسن الجابر الأستاذ محمد أبو زيد و الأستاذ رجب مصطفى
و شكر خاص للأستاذ الصادق لأنني دائما تمر معي كلمة الأنتروبيا و لم أفهم معناها الدقيق إلا ن هذا الشرح الرائع و المربوط بالرياضيات
جزاكم الله خيرا جميعا

[الصادق]

بارك الله فيك اخي الكريم الحسن وجزاك الله خيراً
وزادك علما وحكمة