Entropie

Entropie, of S, is een maat voor de willekeur of wanorde van een thermodynamisch systeem, zoals de willekeur in de rangschikking van atomen, moleculen of ionen. Hoe groter de stoornis in een systeem, hoe hoger de entropie. Entropie is een toestandsfunctie, wat betekent dat de verandering in entropie van een proces kan worden berekend door het verschil te vinden tussen de eindtoestand en de begintoestand, ongeacht het afgelegde pad.

De entropie van een systeem kan worden uitgedrukt door de Boltzmann-vergelijking, waarin S gelijk is aan de constante van Boltzmann, k, vermenigvuldigd met de natuurlijke log van het aantal microtoestanden, W.Microtoestanden zijn de verschillende energetisch equivalente configuraties die mogelijk zijn voor de atomen en moleculen in een bepaald systeem. Beschouw een systeem dat twee atomen bevat met in totaal twee energie-eenheden. Deze energie kan op drie verschillende manieren tussen de twee atomen worden verdeeld:beide eenheden met het eerste atoom, beide eenheden met het tweede atoom, of één eenheid met elk atoom.

Dit systeem heeft dus drie potentiële microtoestanden, die allemaal energetisch equivalent zijn. Hieruit volgt dat entropie evenredig toeneem