Entropia swobodna

Entropia swobodna – w termodynamice, potencjał w skali entropijnej, analogiczny do energii swobodnej. Znana także jako potencjał (funkcja) Massieu, Plancka lub Massieu-Plancka, lub (rzadziej) jako swobodna informacja. W mechanice statystycznej, swobodną entropię przedstawia się jako logarytm z sumy statystycznej. W matematyce jest uogólnieniem entropii zdefiniowanej przy użyciu prawdopodobieństwa swobodnego.

Entropia swobodna wynika z przekształcenia Legendre’a entropii. Poszczególne potencjały odpowiadają różnym ograniczeniom nałożonym na system. Najbardziej znanymi przykładami swobodnej entropii są:

Nazwa Funkcja Alt. fun. Zmienne naturalne
Entropia
Potencjał Massieu
(entropia swobodna Helmholtza)
Potencjał Plancka
(entropia swobodna Gibbsa)
entropia,
– potencjał Massieu,
– potencjał Plancka,
energia wewnętrzna,
temperatura,
ciśnienie,
objętość,
energia swobodna Helmholtza,
entalpia swobodna Gibbsa,
– liczba cząstek lub liczba moli -tej substancji,
potencjał chemiczny -tej substancji,
– całkowita liczba substancji,
-ta substancja.

Należy zwrócić uwagę, że użycie pojedynczo nazwisk „Massieu” i „Planck” w odniesieniu do potencjału Massieu-Plancka tworzy pewną niejasność i dwuznaczność. W szczególności Potencjał Plancka ma alternatywne znaczenia. W większości standardowych notacji, potencjał entropijny oznaczony jest przez znak stosowany zarówno przez Plancka, jak i Schroedingera. (Gibbs używał dla oznaczenia energii swobodnej). Entropia swobodna została wprowadzona przez Massieu w 1869 roku, przed energią swobodną Gibbsa (1875).

Związek z negentropiąEdytuj

Negentropia równa się entropii swobodnej ze znakiem „minus”.

 

gdzie:

  – negentropia („pojemność dla entropii” Gibbsa),
  – potencjał Massieu (entropia swobodna),
 suma statystyczna,
 stała Boltzmanna.

Zobacz teżEdytuj