Конфигурационная энтропия

В статистической механике конфигурационная энтропия — это часть энтропии системы , которая связана с дискретными представительными позициями ее составляющих частиц. Например, она может относиться к числу способов, которыми атомы или молекулы упаковываются вместе в смеси, сплаве или стекле, числу конформаций молекулы или числу спиновых конфигураций в магните. Название может предполагать, что оно относится ко всем возможным конфигурациям или позициям частиц системы, за исключением энтропии их скорости или импульса , но такое использование встречается редко. ^[1]

Если все конфигурации имеют одинаковый вес или энергию, то конфигурационная энтропия определяется по формуле энтропии Больцмана

${\displaystyle S=k_{B}\,\ln W,}$

где k _B — постоянная Больцмана , а W — число возможных конфигураций. В более общей формулировке, если система может находиться в состояниях n с вероятностями P _n , конфигурационная энтропия системы определяется как

${\displaystyle S=-k_{B}\,\sum _{n=1}^{W}P_{n}\ln P_{n},}$

что в пределе совершенного беспорядка (все P _n = 1/ W ) приводит к формуле Больцмана, тогда как в противоположном пределе (одна конфигурация с вероятностью 1) энтропия исчезает. Эта формулировка называется формулой энтропии Гиббса и аналогична формуле информационной энтропии Шеннона .

Математическая область комбинаторики , и в частности математика комбинаций и перестановок, очень важна для расчета конфигурационной энтропии. В частности, эта область математики предлагает формализованные подходы для расчета количества способов выбора или расположения дискретных объектов; в данном случае атомов или молекул . Однако важно отметить, что положения молекул, строго говоря, не являются дискретными выше квантового уровня. Таким образом, при дискретизации системы можно использовать различные приближения, чтобы обеспечить чисто комбинаторный подход. В качестве альтернативы, в некоторых случаях можно использовать интегральные методы для работы непосредственно с непрерывными функциями положения, обычно обозначаемыми как конфигурационный интеграл.

• Конформационная энтропия
• Комбинаторика
• Энтропийная сила
• Энтропия смешения
• Высокоэнтропийный оксид
• Наномеханика

Эта статья о статистической механике — заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

• в
• т
• е

Эта статья по термодинамике — заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

• в
• т
• е