Наука

Ентропія — Мікро- і макростани

Розділені гази після змішування мають більше способів розподілитися по об’єму. Для різних ідеальних газів це дає позитивну ентропію змішування. Для ідентичних частинок коректний квантовий рахунок усуває штучний парадокс.

Мікро- і макростани

Розділені гази після змішування мають більше способів розподілитися по об’єму. Для різних ідеальних газів це дає позитивну ентропію змішування. Для ідентичних частинок коректний квантовий рахунок усуває штучний парадокс.

Другий закон

Під час оборотного переходу при T_transition, ΔS=ΔH_transition/T. Газ зазвичай має вищу ентропію за рідину, а рідина — за кристал, але реальна структура й ступені свободи важливіші за слово “порядок”.

Теплопередача

Холодильник або живий організм можуть створювати локально більш організований стан, якщо відводять достатньо ентропії в оточення. Другий закон стосується повного ізольованого балансу, а не заборони будь-якого локального впорядкування.

Розширення газу

Мікроскопічні закони часто майже оборотні, але макростани з величезним Ω настільки переважають за числом, що еволюція від спеціального стану майже завжди веде до типовіших станів з більшою ентропією.

ЕнтропіяΔS = q_rev/T

Мікро- і макростани

Збільшення доступного об’єму, зняття перегородки або розподіл енергії між більшою кількістю ступенів свободи збільшує число сумісних мікростанів. Це пояснює, чому ентропія чутлива до обмежень, навіть якщо середня енергія не змінюється. Водночас “більше мікростанів” не означає, що кожний мікростан спостерігається однаково в будь-якій системі — точна статистична вага визначається ансамблем та енергією. У класичній термодинаміці абсолютна ентропія пов’язана також з третім законом, який задає референцію для ідеального кристала при T→0. Це дозволяє обчислювати абсолютні стандартні ентропії речовин.

Під час оборотного переходу при T_transition, ΔS=ΔH_transition/T. Газ зазвичай має вищу ентропію за рідину, а рідина — за кристал, але реальна структура й ступені свободи важливіші за слово “порядок”.