• KHOA
    KHOA HỌC TỰ NHIÊN

    Phụ trách các học phần thuộc Khối kiến thức giáo dục đại cương trong các chương trình đào tạo tại Trường Đại học Duy Tân.

  • KHOA
    KHOA HỌC TỰ NHIÊN

    Đảm nhận các học phần Toán học, Vật lý, Hóa học và Sinh học ở các chương trình đào tạo của Trường.

  • KHOA
    KHOA HỌC TỰ NHIÊN

    Xây dựng chương trình, kế hoạch giảng dạy và chủ trì tổ chức quá trình đào tạo các học phần Toán học, Vật lý, Hóa học và Sinh học đại cương.

18/09/2019 08:54:55 AM
Tài liệu học tập
Ý nghĩa thống kê của entropi

Một trong những đặc trưng của quá trình tự nhiên là nó có kèm theo sự tăng tính “vô trật tự” hay tính “hỗn loạn” của hệ. Nếu hệ không chịu một sự biến đổi nào, thì trạng thái cuối giống trạng thái đầu, có nghĩa các giá trị năng lượng của cả hệ không đổi, nhưng năng lượng riêng của các tiểu phân trong hệ thì thay đổi không ngừng, vì các tiểu phân trong hệ nhiệt động vẫn không ngừng chuyển động, nhưng vì toàn thể tiểu phân của cả hệ có năng lượng không đổi do bảo toàn năng lượng nên có một số lớn tiểu phân có năng lượng tăng lên, thì cũng có một số lớn tiểu phân trong hệ lại có năng lượng giảm xuống. Như vậy, ứng với mỗi trạng thái nhiệt động của hệ (vĩ mô) có thể tồn tại nhiều sự phân bố năng lượng khác nhau giữa các tiểu phân (vi mô). Số trạng thái vi mô ứng với mỗi trạng thái vĩ mô của hệ gọi là xác suất nhiệt động của hệ. Boltzmann là người đầu tiên đã quan tâm đến sự kiện này và đã chứng mình được rằng: 

S = klnW

Với k là hằng số Boltzmann (k = 1,3805.10-23 J.K-1), W là xác suất nhiệt động của hệ và S là entropi của hệ.

Boltzmann cho rằng xác suất của một hệ phân tử là số trạng thái vi mô, hay là số cách sắp xếp khác nhau của các phân tử ở các trạng thái vi mô, hay là số cách sắp xếp khác nhau của các phân tử ở các năng lượng khác nhau cùng ứng với một giá trị năng lượng chung của hệ.

Ta cũng thấy rằng khi hệ có độ hỗn độn càng cao thì các tiểu phân càng nhiều trạng thái năng lượng khác nhau, tức là xác suất nhiệt động của hệ tỉ lệ với độ hỗn độn của hệ.

Khi W = 1, lúc này hệ được xem như đứng yên một cách tuyệt đối thì tính trật tự có lẽ là hoàn toàn, entropi của những vật rắn có mạng tinh thể hoàn hảo bằng không (S = 0).

Tóm lại, ý nghĩa thống kê của entropi là tính chất biến thiên một chiều của entropi trong hệ cô lập gắn liền với việc chuyển hệ từ trạng thái ít xác suất sang trạng thái có nhiều xác suất hơn.