Sila entropije

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.^[1]

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.

Matematička formulacija

U kanoničkom ansamblu, sila entropije ${\displaystyle \mathbf {F} }$ vezana za particiju makrostanja ${\displaystyle \{\mathbf {X} \}}$ se definiše kao:^[2][3]

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

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

Povezano

• Koloidi
• Nanomehanika

Reference

1. A history of thermodynamics: the doctrine of energy and entropy by Ingo Müller, p115
2. Causal entropic forces Arhivirano 2020-01-11 na Wayback Machine-u, Alex Wissner-Gross, Physical Review Letters 110, 168702 (2013)
3. On the origin of gravity and the laws of Newton, Erik Verlinde