相互作用理想气体自由膨胀过程中的玻尔兹曼熵
统计力学
2023-03-29 v1
摘要
本文研究一维相互作用气体在盒内自由膨胀情形下玻尔兹曼熵的演化。玻尔兹曼熵针对单一微观态定义，由具有相同宏观变量值的微观态所占据的相空间体积给出，其中宏观变量为粗粒化物理观测量。我们针对两种宏观变量选择——单粒子相空间分布与流体力学场——展示了玻尔兹曼熵增长中的典型性思想。由于相互作用的存在，在取大系统尺度与小粗粒化尺度的适当极限顺序下，观察到这两类熵的增长曲线收敛于一条单调增加的极限曲线。此外，我们注意到如局域热平衡所暗示的，两种熵选择的极限增长曲线相同。我们还讨论了有限尺度与有限粗粒化尺度相关的问题，其导致如熵增长曲线中的振荡等有趣特征。我们也讨论了流体力学场中观测到的激波。
引用
@article{arxiv.2211.06145,
title = {Boltzmann's entropy during free expansion of an interacting ideal gas},
author = {Subhadip Chakraborti and Abhishek Dhar and Anupam Kundu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06145},
year = {2023}
}