Un système peut-il avoir une entropie négative?

Lentropie $ S $ dun système est liée au nombre de micro-états possibles $ \ Omega $ quun système peut adopter de la manière suivante:

$$ S = k_B \ log \ Omega $$

Notez que $ \ Omega $ doit toujours être un entier, et il doit toujours être au moins 1; par conséquent, $ S $ est toujours supérieur ou égal à zéro.

Dans le cas dentropie nulle, lobjet est un cristal parfait à température nulle, qui na quun seul micro-état possible. (Ainsi, la définition ci-dessus est rendue possible par la troisième loi de la thermodynamique.) Toute autre situation a plus dun micro-état possible, donc lentropie doit être supérieure à zéro.

Commentaires

• Pouvons-nous corréler lentropie avec le hasard
• En supposant une distribution de probabilité uniforme du système dans nimporte quel micro-état, alors oui, le  » le caractère aléatoire  » dun système est lié à son nombre total de micro-états, et donc à lentropie.
• Nous savons ce qui sest passé au zéro absolu mais ce qui se passera en dessous de 0K
• Cela dépend de votre définition de la température. Si vous la reliez à lénergie cinétique moyenne des particules, alors cest impossible, car lénergie cinétique est toujours positive. Si vous définissez la température comme 1 / (la quantité dentropie ajoutée au système lorsquune quantité donnée dénergie est ajoutée), alors des températures négatives sont possibles dans les systèmes qui deviennent plus ordonnés (cest-à-dire ont moins de micro-états) lorsque de lénergie est ajoutée. La plupart des exemples pratiques de tels systèmes sont généralement assez chauds, cependant, cette notion de température est quelque peu non intuitive.
• Sil existe une limite supérieure sur la quantité dénergie quune particule peut avoir, alors ajouter de lénergie à un système dépassant un certain point sert à emballer de plus en plus de particules dans (pour les bosons) létat dénergie le plus élevé, ou (dans le cas des fermions) létat dénergie disponible le plus élevé. Un tas de particules dégénérées indiscernables (dans le cas des bosons; dans le cas des fermions, un tas de particules indiscernables qui sont essentiellement verrouillées dans un état dénergie) est beaucoup moins aléatoire quun tas de particules qui ont de nombreux états dénergie possibles. Ainsi, les états dénergie plus élevée ont moins dentropie.

Je pense que ce que vous voulez dire, cest que lentropie ne change pas pour les processus réversibles, mais augmente pour les processus irréversibles. En ce sens, votre question serait de savoir si lentropie dun système peut diminuer. Oui, absolument! Lentropie peut diminuer pour un système qui nest pas fermé. Par exemple, la Terre reçoit lénergie solaire du Soleil et se dissipe dans lespace sous forme de chaleur. Lentropie de lensemble du système (fermé) (Soleil, Terre et espace) augmente toujours. Cependant, lentropie sur Terre seule peut en effet diminuer. Lentropie est souvent appelée en tant que mesure du chaos, lordre serait donc lopposé de lentropie. En ce sens, la vie biologique et lévolution représentent une matière hautement organisée et donc une faible entropie. Une telle réduction de lentropie comme lémergence de la vie et son évolution sur Terre était possible exactement parce que la Terre seule nest pas un système fermé, mais un conduit dun tremendows augmentation de lentropie de lénergie solaire se dissipant sous forme de chaleur. Sans cette augmentation constante de lentropie, la vie sur Terre serait impossible. Cest exactement laugmentation dentropie dans tout le système qui a permis à lentropie dans la partie du système de diminuer produisant ainsi la vie, lévolution et finalement lintelligence.

Commentaires

• Même dans un système fermé, lentropie peut diminuer. Supprimez simplement la chaleur dun corps, par exemple.
• @Chester Miller: Pourriez-vous sil vous plaît fournir un lien ou une référence à lidée que lentropie dun système fermé peut diminuer?
• Eh bien , chaque manuel de thermodynamique a léquation $ dS = dq_ {rev} / T $. Que concluriez-vous si je vous disais que $ dq_ {rev} $ est négatif pour un processus particulier (comme la compression isotherme dun gaz idéal ou le refroidissement dun solide)?
• @Chester Miller: Vos exemples sont pas des systèmes fermés et ils ne répondent pas à ma question. Je ne demande pas didées ou de conclusions. Je vous demande si vous pouvez fournir une référence indiquant spécifiquement que  » lentropie dun système fermé peut diminuer « .La raison pour laquelle je demande, cest quun tel système violerait la loi de lentropie croissante dans un système fermé et je nai ‘ entendu parler daucune violation de cette loi. Donc, si vous avez une référence réelle (autre que vos propres déductions), je ‘ serais intéressé à apprendre.
• Je pense que nous avons un problème de terminologie ici. Lorsquun physicien parle dun système fermé, ce quil veut dire est celui dans lequel il ny a pas déchange de masse, de chaleur ou de travail avec lenvironnement; cest ce que nous, ingénieurs, appelons un système isolé . En ingénierie (et dans la plupart des livres thermiques), un système fermé est un système dans lequel il ny a pas déchange de masse avec lenvironnement; les échanges de chaleur et de travail sont autorisés. Consultez le lien suivant: google.com/…

Oui. Inversez la vitesse de toutes les particules de lunivers et lentropie ne fera que diminuer.

https://youtu.be/yRvbEoHHx4M?t=39m14s

Commentaires

• Pouvez-vous le décrire plus clairement?
• [link] ( youtu.be/yRvbEoHHx4M?t=36m42s )
• @safesphere Alors pourquoi le passé avait-il une entropie plus faible que maintenant? Est-ce que vous suggérez que le passé n’existe même pas ‘?
• @safesphere système ne ferait en effet que diminuer lentropie. Mais encore une fois, cela exigerait que le système isolé soit parfaitement déterministe.