Войти
В статистической механике, энтропия конфигурации - это часть энтропии системы что связано с дискретными репрезентативными позициями составляющих его частиц. Например, это может относиться к количеству способов, которыми атомы или молекулы объединяются в смесь, сплав или стекло, количеству конформаций молекулы или количеству спиновых конфигураций в магните. Название может предполагать, что оно относится ко всем возможным конфигурациям или положениям частиц в системе, за исключением энтропии их скорости или импульса, но такое использование встречается редко.
Если все конфигурации имеют одинаковый вес или энергию, конфигурационная энтропия определяется как Формула энтропии Больцмана
где k B - постоянная Больцмана и W - количество возможных конфигураций. В более общей формулировке, если система может находиться в состояниях n с вероятностями P n, конфигурационная энтропия системы определяется выражением
который в пределе идеального беспорядка (все P n = 1 / W) приводит к формуле Больцмана, а в противоположном пределе (одна конфигурация с вероятностью 1) энтропия обращается в нуль. Эта формулировка называется формулой энтропии Гиббса и аналогична формуле информационной энтропии Шеннона.
Математическая область комбинаторики и, в частности, математики комбинаций и перестановок очень важны при вычислении конфигурационной энтропии. В частности, эта область математики предлагает формализованные подходы для вычисления количества способов выбора или расположения дискретных объектов; в данном случае атомы или молекулы. Однако важно отметить, что положения молекул, строго говоря, не являются дискретными над квантовым уровнем. Таким образом, при дискретизации системы можно использовать множество приближений, чтобы учесть чисто комбинаторный подход. В качестве альтернативы в некоторых случаях могут использоваться интегральные методы для работы непосредственно с непрерывными функциями положения, обычно обозначаемыми как конфигурационный интеграл.
