Fra orden til kaos på 1-2-3

Professor Bjørn Hafskjold, Institutt for kjemi, NTNU

Et antall objekter kan danne et regelmessig, ordnet inntrykk dersom det har en periodisk oppbygging eller en koordinert bevegelse. I motsatt fall er det kaos. Hvor går grensen mellom orden og kaos? Kan orden tallfestes?

Dette vil bli illustrert med numeriske modeller for mekaniske objekter som øker i antall fra et ordnet til et uordnet system, og vi vil se at det er nok med noen ganske få objekter for å skape uorden. Ut fra vanlig erfaring vet vi at varme strømmer fra et varmt sted til et kaldt. Den underliggende drivkraften er at naturen søker mot uorden. Vi skal se hvordan.

I termodynamikk er orden/uorden et nesten entydig mål for den tilstanden (fast stoff, væske, gass) et system befinner seg i. Entropi er den karakteristiske størrelsen for tilstanden. Sammenhengen mellom orden og andre egenskaper, f.eks. hvor varmt et stoff er, vil bli belyst. Varmeinnholdet i et stoff er bestemt av kaotiske molekylære bevegelser. Bevegelsesenergien er også bestemt av molekylære bevegelser, men med den viktige forskjellen at molekylene til en viss grad beveger seg i samme retning.

Hva er forskjellen på varmeinnhold og bevegelsesenergi, og hvor mange molekyler må det til for å kunne skille? Energi kan ikke forbrukes eller skapes, men kvaliteten kan forringes. Dette har sammenheng med orden/uorden. Hvordan kan vi ut fra dette forstå energioptimalisering?

[Tilbake til konferansesiden]