Entropy và định luật II tổng quát

Dụng cụ

• Thanh trượt « Nhiệt độ » (0,3–3 đơn vị chuẩn hóa)
• Thanh trượt « Tham số » của mô hình phân bố
• Hình 3D xoay được của mối quan hệ nhiệt động
• Đồ thị định lượng S theo Ω cùng dòng đọc giá trị

Các bước tiến hành

1. Thay đổi nhiệt độ và quan sát entropy

   Kéo thanh trượt « Nhiệt độ » và theo dõi hình 3D cùng đồ thị S–Ω: tăng nhiệt độ làm tăng số vi trạng thái khả dĩ Ω, nên entropy tăng theo $S = k_B\ln\Omega$. Kéo hình để xoay và quan sát từ các góc khác nhau.

2. Thay đổi phân bố và so sánh với công thức Gibbs

   Quét thanh trượt « Tham số » để làm phân bố vi trạng thái nhọn hơn hay đều hơn. Kiểm tra rằng phân bố đều trên Ω trạng thái cho entropy lớn nhất: thay $p_r = 1/\Omega$ vào $S = -k_B\sum_r p_r\ln p_r$ thu đúng $S = k_B\ln\Omega$.

3. Liên hệ với định luật II

   Chọn một vĩ trạng thái trên đồ thị và dự đoán chiều tiến hóa của hệ cô lập: hệ tiến về vùng có Ω lớn hơn. Nêu bằng lời phát biểu $\Delta S_{\text{tot}} \ge 0$ và giải thích vì sao hệ ít hạt vẫn có thể có dao động entropy nhỏ tạm thời.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện