বিশৃঙ্খলা-মাত্রা

কোনো ভৌত ব্যবস্থায় বিদ্যমান বিশৃঙ্খলা-মাত্রা বা এনট্রপি (ইংরেজি: Entropy) হলো পরিসংখ্যানিক বলবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ রাশি। কোনো প্রক্রিয়ায় (process) আগাগোড়াই যদি তাপীয় সাম্যাবস্থা সংরক্ষিত থাকে, তাহলে সেখানে বিশৃঙ্খলা-মাত্রার মানও অপরিবর্তিত থাকে। রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় বস্তুর যে তাপগতীয় চলরাশি বা তাপীয় ধর্ম স্থির থাকে, তাকে এনট্রপি বলে। কোনো একটি সংস্থা বা চক্রের তাপমাত্রা সাপেক্ষে গৃহীত বা বর্জিত তাপের পরিবর্তনের হার দ্বারা এনট্রপি পরিমাপ করা হয়।

গাণিতিক ব্যাখ্যা

তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় স্বীকার্যে বলা হয়েছে যে, কোনো বিক্রিয়াতে (reaction) কখনোই মোট বিশৃঙ্খলা-মাত্রার মান হ্রাস পায় না। কোন ভৌত ব্যবস্থায় শক্তি রূপান্তরের অক্ষমতা বা অসম্ভাব্যতাকে বা রূপান্তরেরর জন্য শক্তির অপ্রাপ্ততাকে এর বিশৃঙ্খলা-মাত্রা বলে। কোনো বস্তুর বিশৃঙ্খলা-মাত্রার পরম মান আজও জানা সম্ভব হয়নি। তবে কোনো বস্তু যদি তাপ গ্রহণ বা বর্জন করে, তাহলে বস্তুর এনট্রপির পরিবর্তন হয়। কোনো সিস্টেমের তাপমাত্রার সাপেক্ষে গৃহীত বা বর্জিত তাপ পরিবর্তনের হার দ্বারা এনট্রপির পরিবর্তন পরিমাপ করা হয়। যদি কোনো সিস্টেমের T স্থির তাপমাত্রায় dQ পরিমাণ তাপ গ্রহণ বা বর্জন করার ফলে এনট্রপির পরিবর্তন dS হয়, তাহলে,

          dS=dQ/T

রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় যেহেতু কার্যনির্বাহী বস্তুুর সাথে বাইরের তাপের কোন আদান প্রদান হয় না, কাজেই dQ=0,সুতরাং সমীকরণ হতে দেখা যায় যে,এনট্রপির পরিবর্তন, dS=dQ/T=0 অর্থাৎ রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় এনট্রপির কোনো পরিবর্তন হয় না।

সুতরাং, কোনো বস্তুর এনট্রপি বলতে আমরা এমন একটি ভৌত রাশিকে বুঝি যা বস্তুর রুদ্ধতাপীয় প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় সর্বদা স্থির থাকে।

বিভিন্ন প্রক্রিয়ায় এনট্রপির পরিবর্তন

প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় এনট্রপির কোনো পরিবর্তন ঘটেনা। অর্থাৎ, ds=0 অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় এনট্রপির পরিবর্তন ঘটে। সাধারণত এনট্রপি বাড়ে। পৃথিবীর এনট্রপি বাড়ছেই। কারণ প্রকৃতির সব বস্তুই তাপীয় সাম্যাবস্থায় যেতে চায়। ফলে পৃথিবীর এনট্রপি অসীমের দিকে ধাবিত হচ্ছে। এভাবে একসময় সম্পৃক্ত অবস্থা চলে আসবে আর পৃথিবীর তাপীয় মৃত্যু হবে।বিজ্ঞানীরা এক গাণিতিক হিসাবে দেখেছেন প্রায় ১০^১০০০ বছর পরে হতে পারে মহাবিশ্বের সেই সম্ভাব্য তাপীয় মৃত্যু।

এন্ট্রপি সংক্রান্ত উদাহরণ

ধরুন একটি ক্লাসে শিক্ষার্থীরা মনোযোগ দিয়ে ক্লাস করছে।এসময় তাদের এন্ট্রপি কম। কেননা তারা শৃঙ্খলিত অবস্থায় আছে।যখন ছুটি হল তারা বিশৃঙ্খল হয়েপড়ে।এতে এন্ট্রপিও বেড়ে যায়।পারমাণবিক ক্ষেত্রেও এ ধরনের ঘটনা ঘটে।