适用于非平衡态和少粒子系统的热力学熵定义
数学物理
2014-11-21 v1 math.MP
摘要
从热力学一般公理基础的新严格表述出发，我们推导出了熵的操作定义，以响应许多技术框架中涌现的需求，即在宏观系统传统平衡态领域之外理解和部署热力学熵。新定义的实现避免了诉诸传统的“热”概念（这先验地将传统的熵定义限制在平衡域）和“热库”概念（这实际上将我们之前的非平衡熵定义限制在多粒子域）。定义熵的测量过程不受内在限制，原则上甚至可以应用于少粒子系统的非平衡态，前提是它们是可分离且无关联的。构建始于之前开发的一套措辞严谨的所有基本概念的操作定义。然后，通过一组全新且详尽阐述的基本假设（四个公设和五个假设），我们推导出了任意状态的能量和熵定义，以及任意稳定平衡态的温度定义。最后，我们证明了熵不减原理、熵差的可加性、最大熵原理以及热库存在的不可能性。
引用
@article{arxiv.1411.5395,
title = {A definition of thermodynamic entropy valid for non-equilibrium states and few-particle systems},
author = {Gian Paolo Beretta and Enzo Zanchini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.5395},
year = {2014}
}
备注
21 pages. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1403.5772