Kan ett system ha negativ entropi?

Entropin $ S $ för ett system är relaterat till antalet möjliga mikrostat $ $ Omega $ som ett system kan anta på följande sätt:

$$ S = k_B \ log \ Omega $$

Observera att $ \ Omega $ alltid måste vara ett heltal och att det alltid måste vara minst 1; därför är $ S $ alltid större än eller lika med noll.

I noll-entropifallen är objektet en perfekt kristall vid noll temperatur, som bara har en möjlig mikrostat. (Således är definitionen ovan möjliggjort av den tredje lagen om termodynamik.) Alla andra situationer har mer än en möjlig mikrostat, så entropin måste vara större än noll.

Kommentarer

• Kan vi korrelera entropin med slumpmässighet
• Förutsatt att en enhetlig sannolikhetsfördelning av systemet är i en mikrostat, då ja, den ungefärliga ” slumpmässighet ” för ett system är relaterat till dess totala antal mikrostatar och därmed till entropin.
• Vi vet vad som hände vid absolut noll men vad kommer att hända under 0K
• Det beror på din definition av temperatur. Om du relaterar det till den genomsnittliga kinetiska energin, är det omöjligt, eftersom kinetisk energi alltid är positiv. Om du definierar temperaturen som 1 / (mängden entropi som läggs till systemet när en given mängd energi tillsätts), är negativa temperaturer möjliga i system som blir mer ordnade (dvs. har färre mikrostatus) när energi tillsätts. De mest praktiska exemplen på sådana system är dock i allmänhet ganska heta, så denna uppfattning om temperatur är något icke-intuitiv.
• Om det finns en övre gräns för mängden energi en partikel kan ha, lägg till energi till ett system passerar en viss punkt för att packa fler och fler partiklar i (för bosoner) det högsta energitillståndet, eller (när det gäller fermioner) det högsta tillgängliga energitillståndet. Ett gäng oskiljbara degenererade partiklar (i fallet med bosoner; när det gäller fermioner, ett gäng oskiljbara partiklar som i huvudsak är låsta i ett energitillstånd) är mycket mindre slumpmässigt än ett gäng partiklar som har många möjliga energitillstånd. Således har högre energitillstånd mindre entropi.

Jag tror att du menar är att entropin förändras inte för reversibla processer, men ökar för irreversibla processer. I denna mening skulle din fråga vara om entropin i ett system kan minska. Ja, absolut! Entropin kan minska för ett system som inte är stängt. Till exempel jorden tar emot solenergiballen Solen och försvinner ut i rymden som värme. Entropin i hela (slutna) systemet (Sol, Jord och rymd) ökar alltid. Entropin ensam på jorden kan faktiskt minska. Entropi kallas ofta som ett mått på kaos, så skulle ordningen vara motsatsen till entropi. I denna mening representerar biologiskt liv och evolution en mycket organiserad materia och därför en låg entropi. En sådan minskning av entropin som livets uppkomst och dess utveckling på jorden var möjligt exakt för att jorden ensam inte är ett slutet system utan en ledning till en enorm entropiökning av solenergi som försvinner som värme. Utan denna ständiga entropi skulle det vara omöjligt att öka livet på jorden. Det är exakt entropiökningen i hela systemet som gjorde det möjligt för entropin i systemets del att minska och därmed producera liv, evolution och i slutändan intelligens.

Kommentarer

• Även i ett slutet system kan entropin minska. Ta bara bort värme från en kropp, till exempel.
• @Chester Miller: Kan du ge en länk eller referens till tanken att entropin i ett slutet system kan minska?
• Tja , har varje termodynamikbok ekvationen $ dS = dq_ {rev} / T $. Vad skulle du dra slutsatsen om jag sa till dig att $ dq_ {rev} $ är negativ för en viss process (som isotermisk komprimering av en idealisk gas eller kylning av en fast substans)?
• @Chester Miller: Dina exempel är inte slutna system och de svarar inte på min fråga. Jag ber inte om idéer eller slutsatser. Jag frågar om du kan ge en referens som specifikt säger att ” entropin för ett slutet system kan minska ”.Anledningen till att jag frågar är att ett sådant system skulle bryta mot entropilagen som ökar i ett slutet system och jag har inte ’ inte hört talas om några överträdelser av denna lag. Så om du har någon faktisk referens (förutom dina egna avdrag), skulle jag ’ vara intresserad av att lära mig.
• Jag tror att vi har en terminologifråga här. När en fysiker talar om ett slutet system är det han menar ett där det inte förekommer utbyte av massa, värme eller arbete med omgivningen. detta är vad vi ingenjörer kallar ett isolerat system. Inom teknik (och de flesta termoböcker) är ett slutet system ett system där det inte förekommer massutbyte med omgivningen. utbyte av värme och arbete är tillåtet. Se följande länk: google.com/…

Ja. Omvänd hastigheten för alla partiklar i universum och entropi kommer bara att sjunka.

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

Kommentarer

• Kan du beskriva det tydligare?
• [länk] ( youtu.be/yRvbEoHHx4M?t=36m42s )
• @safesphere Varför hade då det förflutna lägre entropi då nu? Föreslår du att det förflutna inte existerar ’?
• @safesphere Om det isolerade systemet följde deterministiska lagar, vänder du sedan hastigheterna för alla partiklar i det systemet skulle verkligen få entropin att bara gå ner. Men återigen skulle det kräva att det isolerade systemet var helt deterministiskt.