构型熵(定性)
7月托马斯做出了贡献
熵的增加
熵通常通过向系统中增加热量或能量来增加。如果每个粒子可能位置的数量增加,系统的熵就会增加。
一个由100个粒子组成的封闭盒子最初没有能量。如果1ev的能量慢慢地加入到盒子里,粒子的熵会发生什么变化?
解决方案:加入盒子的能量必须进入粒子。最初,由于粒子没有能量,所以这个集合只有一种可能的构型:零能量构型。然而,一旦1ev的能量被引入到盒子中,这1ev的能量就会以多种不同的方式分布在粒子之间简并度,这意味着这些粒子可能有很多不同的排列方式。因此,熵增加。
熵的减少
为了使一个系统的熵减小,系统中粒子的可能排列的数目必须减少减少,通常是由于累积的减少能源的系统。
另外,为了不违反热力学第二定律,系统必须可以和其他系统交换能量。总的来说,两者的熵必须保持不变或增加。因此,为了使系统的熵减小,连接系统的熵必须增加相等或更大的量。
规则
粒子可能排列的数目必须减少。
为了使系统的熵减小,连接系统的熵必须增加相等或更大的量。
一杯室温的水放在冰箱里,让它结冰。系统的熵是增加还是减少?
解决方案:直觉告诉我们,温度下降对应的是熵的减少,但要确保满足这些规则。
由于水从流体状态变为固体状态,粒子在原地冻结,虽然它们可能表现出一些振动运动,但它们位置的限制减少了粒子可能的排列方式。
相连的系统是冷冻室,它从水中吸收热量,增加自身的熵,以使水的熵减少。
熵减少。
另请参阅
参考文献
- Jollytime。8球破发时间圈。检索日期:2016年6月7日https://commons.wikimedia.org/wiki/File:8_ball_break_time_lapse.jpg
引用:构型熵(定性)。Brilliant.org。检索从//www.parkandroid.com/wiki/configurational-entropy/