교과서 속 엔트로피Entropie

엔트로피: 무질서도수학의(확률) 개념과도밀접한관련을가지는개념수학은(자연세계를이해하는학문인과학) 에서중요한언어에해당엔트로피: 무질서도수학의(확률) 개념과도밀접한관련을가지는개념수학은(자연세계를이해하는학문인과학) 에서중요한언어에해당 학교에서확률을배우는시기초등학교6학년수준의수학자꾸도입시기가내려가는경향 확률의개념을가르치는방법 주사위를던져특정수가나올경우의수동전을던져앞뒤면이나올경우의수초등학교6학년수준의수학자꾸도입시기가내려가는경향확률의개념을가르치는방법 주사위를던져특정수가나올경우의수동전을던져앞뒤면이나올경우의수 윷놀이의 경우 윷의 형태 때문에 확률은 조금 다르게 나옴 바닥에 닿을 면이 넓은 쪽이 아 래에 위치할 확률이 높으므로 , 도보다는 걸이 더 많이 나온다 . 4개의 공이 두 구에 존재하는 경우 엔트로피가낮다. 엔트로피가높다. 공의 배열 가능한 경우의 수 공의수가많아지면경우의수가많은상황을관찰할가능성이확률적으로높다. .엔트로피증가 공기입자의수는22.4L 안에6*1023 개(아보가드로수) 같은부피안에입자의수가많은고기압과입자의수가적은저기압으로존재하기보다는고르게섞일확률이높다. 엔트로피증가 경우의수가많은상황을관찰할가능성이확률적으로높다. .엔트로피증가 공기입자의수는22.4L 안에6*1023 개(아보가드로수) 같은부피안에입자의수가많은고기압과입자의수가적은저기압으로존재하기보다는고르게섞일확률이높다. 엔트로피증가 고기압과저기압 고기압에서저기압으로바람이부는원리엔트로피가증가하는쪽(고르게섞이는경우)을관찰할경우의수가매우크기때문에확률적으로일어남고기압에서저기압으로바람이부는원리엔트로피가증가하는쪽(고르게섞이는경우)을관찰할경우의수가매우크기때문에확률적으로일어남 용해현상: 확산현상에너지가: 엔트로피가감소하는방향: 증가하는방향으로일어나는현상용해현상: 확산현상에너지가: 엔트로피가감소하는방향: 증가하는방향으로일어나는현상 용해현상.설탕나소금이물에녹는현상.이산화탄소가물에녹는현상.용질과용질의인력+ 용매와용매의인력< 용매와용질의인력이면용매와용질이섞인후에에너지가더안정. .용해현상을통해용액이만들어진다: 설탕물, 소금물, 탄산수등등.용해에대한동영상용해현상.설탕나소금이물에녹는현상.이산화탄소가물에녹는현상.용질과용질의인력+ 용매와용매의인력< 용매와용질의인력이면용매와용질이섞인후에에너지가더안정. .용해현상을통해용액이만들어진다: 설탕물, 소금물, 탄산수등등.용해에대한동영상 확산현상(엔트로피증가) .잉크가물에퍼지는현상.담배연기가공기중에퍼지는현상.고기압에서저기압으로바람이부는현상.농도가묽은용액에서농도가진한용액으로용매가이동하는삼투현상: 용매의확산.확산현상을통해서도용액이만들어진다잉크용액, 공기용액, 합금용액확산에대한동영상확산현상(엔트로피증가) .잉크가물에퍼지는현상.담배연기가공기중에퍼지는현상.고기압에서저기압으로바람이부는현상.농도가묽은용액에서농도가진한용액으로용매가이동하는삼투현상: 용매의확산.확산현상을통해서도용액이만들어진다잉크용액, 공기용액, 합금용액확산에대한동영상 용해와확산의구분.녹으면용해이고, 퍼져나가면확산? .물에수성잉크가녹으면? .물에알코올이고르게섞이면? 용해와확산의구분.녹으면용해이고, 퍼져나가면확산? .물에수성잉크가녹으면? .물에알코올이고르게섞이면? 용해와확산은용해도존재로구분용해와확산은용해도존재로구분 용해도 일정한부피의용매에녹는용질의양: 항상일정한이유는용매-용질의인력으로감소하는에너지가한정되기때문용해도가존재하면, 용해현상이라고보면된다. 물에잉크, 공기중의연기처럼한없이섞이면확산현상(엔트로피감소) 이다. 초등학교5학년용해와용액단원초등학교5학년용해와용액단원 이실험의초점이실험의초점 물에 수성 잉크는 녹는다 . 아세톤에 유성 잉크는 녹는다 . 물에 유성 잉크는 안 녹는다 . 아세톤에 수성 잉크는 안 녹는다 . 녹고 안 녹는 것을 확인하는 방법 : 거름종이 에 걸러보기 이실험의문제점이실험의문제점 수성 잉크가 물에 섞이는 현상을 용해라고 보았던 점 (확산) 아세톤에 수성잉크가 안 녹는 현상 (용해)을 보여주기 위해 젓지 않도록 주의 ! 용해와용액단원의또다른실험용해와용액단원의또다른실험 물과기름이안섞이는현상.확산현상으로설명한다면, 엔트로피증가의법칙에의해한없이물과기름이섞여야한다. .용해현상으로설명한다면, 물과물사이의인력+ 기름과기름사이의인력> 물과기름사이의인력때문에, 섞이려면강한인력을끊을에너지가더필요하여안섞이는것이다. 물과기름이안섞이는현상.확산현상으로설명한다면, 엔트로피증가의법칙에의해한없이물과기름이섞여야한다. .용해현상으로설명한다면, 물과물사이의인력+ 기름과기름사이의인력> 물과기름사이의인력때문에, 섞이려면강한인력을끊을에너지가더필요하여안섞이는것이다. 중학교1학년분자운동단원중학교1학년분자운동단원 중학교1학년분자운동단원도시락냄새가공기중으로퍼져나가는현상도확산현상: 엔트로피증가의법칙중학교1학년분자운동단원도시락냄새가공기중으로퍼져나가는현상도확산현상: 엔트로피증가의법칙 중학교2학년혼합물의분리단원물과기름이섞이지않는성질을이용한분리: 용해의관점에서이해중학교2학년혼합물의분리단원물과기름이섞이지않는성질을이용한분리: 용해의관점에서이해 이단원의문제점이단원의문제점 모든 물질은 밀도차 존재 (섞이는 물질이라 도) : 물과 알코올 왜 어떤 물질들은 섞이고 , 어떤 물질들은 안 섞이는지에 대한 설명이 빠짐 물과 알코올은 확산 현상으로 섞임 물과 기름은 용해가 안되기 때문에 안 섞임 용해도차를이용한혼합물의분리용해도차를이용한혼합물의분리 용해도차를이용한혼합물의분리용해도차를이용한혼합물의분리 중학교3학년바람온도가높아공기가팽창하면밀도가낮아저기압이되고, 공기밀도가높은곳(낮은온도, 고기압)에서저기압으로공기의확산이일어남중학교3학년바람온도가높아공기가팽창하면밀도가낮아저기압이되고, 공기밀도가높은곳(낮은온도, 고기압)에서저기압으로공기의확산이일어남 중학교3학년멘델의유전법칙많은자손을관찰한경우의수를볼때확률적으로우성의형질이발현된자손을얻을확률이높다. 중학교3학년멘델의유전법칙많은자손을관찰한경우의수를볼때확률적으로우성의형질이발현된자손을얻을확률이높다. 중학교3학년멘델의유전법칙자손이적은경우에는확률이잘안맞는다. 모두혈액형이같거나성별이같을수도있다. 중학교3학년멘델의유전법칙자손이적은경우에는확률이잘안맞는다. 모두혈액형이같거나성별이같을수도있다. 중학교3학년: 진화론중학교3학년: 진화론 다윈의 진화론 : 멘델의 유전 법칙과 달 리 확률의 관점을 포함하지 못함 . 현대적 진화설 : 돌연 변이가 나타날 확 률적 시각 및 자연의 변화에 따른 선택 과정으로 생명체의 진화 과정을 설명 “진화란 다양성(경우의수)의 증가이 다. (굴드)” 확률의관점에서설명되는자연현상확률의관점에서설명되는자연현상 일기 예보 ‘비올확률이80% 이다.’라고하면누구나우산을가지고가지만, 20% 는비가안올수있음(우산잃어버리는날) 비올확률이50% 라면? 확률의관점에서설명되는자연현상확률의관점에서설명되는자연현상 교통사고 ‘자동차를타고가다가사망할확률과비행기를타고가다가사망할확률비교(비행기사고는대량사고이기때문에한번일어날때사람의뇌리에각인되는정도가다르다.) 하지만확률적으로본다면, 비행기타는것보다자동차타는것을더무서워해야한다. 타면탈수록사고당할확률은높아진다.(엔트로피증가) 다양한자연현상온도, 상태변화, 화학반응, 열기관, 유체의혼합, 끓는점오름과어는점내림현상, 삼투압, 확산, 심지어우주의운명에대한시각등등엔트로피의관점은사람이자연세계를이해하고판단하고행동하는지침으로써매우중요한역할다양한자연현상온도, 상태변화, 화학반응, 열기관, 유체의혼합, 끓는점오름과어는점내림현상, 삼투압, 확산, 심지어우주의운명에대한시각등등엔트로피의관점은사람이자연세계를이해하고판단하고행동하는지침으로써매우중요한역할 20세기의양자론20세기의양자론 양자론: 확률의 관점에서 물리, 화학적 세계를 바라보는 시각의 전환을 일으 킨 이론으로 보어(덴마크 물리학자 , 코 펜하겐 해석으로 유명 )에 의해 집대성 자연 세계를 확률적 시각으로 보는 것 에 반대한 과학자 : 아인슈타인 (유태인) “신은 주사위놀음을 하지 않는다 .” 확률은거짓말이다? 확률은거짓말이다? 태아의 성별을 맞추는 사람의 경우 아들을 낳을 확률도 50%이고, 딸을 낳을 확률도 50%이다. 낳아 보아야 딸인지 , 아들인지 알 수 있다 . 확률관점: 결정론적관점확률관점: 결정론적관점 자연 세계를 바라보는 또 다른 관점; 운명론, 결정론 오늘의 운세 , 궁합, 사주팔자, 토정비결 등등을 믿는 사람 -종교적인 관점과 도 관련이 깊음 중세암흑시대: 운명이 결정되어 있다 고 보고 , 순종적인 사고로 삶을 마침 결정론적관점의과학결정론적관점의과학 자연세계의 규칙성은 항상 예언할 수 있다: 뉴턴의 운동 역학 천제의 운동은 항상 규칙적이어서 언 제 어떻게 움직이는지 예측이 가능하 다. 진화론에도 영향 : 진화는 항상 더 좋아 지는 방향으로 일어난다 . 인간이 원숭 이보다 더 진화된 존재이다 . 노만(과학자) 정보과학을하는친구에게“정보과학에엔트로피라는개념을도입하면, 아무도이해하지못하기때문에자네의이론을주장하는데어려움이없을것일세.” 노만(과학자) 정보과학을하는친구에게“정보과학에엔트로피라는개념을도입하면, 아무도이해하지못하기때문에자네의이론을주장하는데어려움이없을것일세.” 마무리자연세계를이해하는두가지관점: 에너지와엔트로피우리에게보다새로운시각인엔트로피의관점을획득하는것이과학자적사고로자연현상을이해하는데매우중요하다는점을인식하여야한다. 마무리자연세계를이해하는두가지관점: 에너지와엔트로피우리에게보다새로운시각인엔트로피의관점을획득하는것이과학자적사고로자연현상을이해하는데매우중요하다는점을인식하여야한다.