Sila entropije

Difuzija sa mikroskopske i makroskopske tačke gledišta. Inicijalno, molekuli rastvorka su na levoj strani barijere (ljubičaste linije) i nisu prisutni na desnoj strani. Uklanjanjem barijere dolazi do difuzije rastvorka koji popunjava ceo kontejner. Gore: Jedan molekul se randomno kreće. Sredina: U prisustvu više molekula, postoji statistički trend da rastvorak uniformno popuni kontejner. Dole: U prisustvu enormnog broja molekula rastvorka gibi se radomnost. Izgleda kao da se rastvorak kreće ravnomerno i deterministički iz oblasti sa visokom koncentracijom u oblast niske koncentracije. Ne postoji mikroskopska sila koja gura molekule na desno, mada se stiče takav utisak sa donjeg panela. Ta lažna sila se naziva entropskom silom.

U fizici, sila entropije koja deluje na sistem je fenomenološka sila koja proizilazi iz statističke tendencije celokupnog sistema da poveća svoju entropiju. Ona nije rezultat dejstva specifične fundamentalne mikroskopske sile.

Matematička formulacija

U kanoničkom ansamblu, sila entropije $\mathbf {F}$ vezana za particiju makrostanja $\{\mathbf {X} \}$ se definiše kao:

$\mathbf {F} (\mathbf {X_{0}} )=T\nabla _{\mathbf {X} }S(\mathbf {X} )|_{\mathbf {X} _{0}}$

gde je $T$ temperatura, $S(\mathbf {X} )$ je entropija vezana za makrostanje $\mathbf {X}$ i $\mathbf {X_{0}}$ je postojeće makrostanje.

Povezano

• Koloidi
• Nanomehanika