Interprétation microscopique de la création d'entropie

[Seirios]

Bonjour à tous,

J'ai lu que la création d'entropie s'interprétait comme une "décorrélation" des particules à cause des chocs, mais je ne vois pas vraiment ce que ça signifie.

Apparemment, Boltzmann aurait trouvé une équation de transfert de la distribution statistique des vitesses, et il y aurait un terme irréversible ce qui expliquerait l'irréversibilité des phénomènes macroscoptiques.

Mais ce n'est pas vraiment détaillé...

Quelqu'un aurait-il un document intéressant sur le sujet ?

Merci d'avance,
Phys2
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[invite58a61433]

Bonjour,

Tu devrais chercher du coté de l'équation de Boltzmann, du théorème H et de l'hypothèse de chaos moléculaire. Ce sont des choses traités la plupart du temps dans des cours de thermodynamique ou physique statistique hors équilibre. Voir les cours de R. Balian sur ces sujets. Et c'est traité je crois dans les cours de physique statistique hors équilibre de la bibliothèque virtuelle de physique du forum. Mais bon c'est pas spécialement simple dans les détails.

[invite93279690]

Bonjour à tous,

J'ai lu que la création d'entropie s'interprétait comme une "décorrélation" des particules à cause des chocs, mais je ne vois pas vraiment ce que ça signifie.

Apparemment, Boltzmann aurait trouvé une équation de transfert de la distribution statistique des vitesses, et il y aurait un terme irréversible ce qui expliquerait l'irréversibilité des phénomènes macroscoptiques.

Mais ce n'est pas vraiment détaillé...

Quelqu'un aurait-il un document intéressant sur le sujet ?

Merci d'avance,
Phys2

Salut,

La création d'entropie vient fondamentalement de la perte d'information que l'on a sur le système.

En gros la connaissance la plus incertaine que tu peux avoir sur un système correspond à la distribution d'équilibre. Tout état initial d'un système ne correspondant pas, d'un point de vue descriptif, à une distribution d'équilibre contient plus d'information. En évoluant, cette connaissance initiale du système va se transférer (par collision notamment) aux degrés de liberté non observables, ce qui va impliquer une augmentation de l'entropie. Ceci continue jusqu'à atteindre l'état de méconnaissance maximum sur le système (pour des contraintes extérieures données) : l'état d'équilibre.

[invite9c7554e3]

Salut,

La création d'entropie vient fondamentalement de la perte d'information que l'on a sur le système.

En gros la connaissance la plus incertaine que tu peux avoir sur un système correspond à la distribution d'équilibre. Tout état initial d'un système ne correspondant pas, d'un point de vue descriptif, à une distribution d'équilibre contient plus d'information. En évoluant, cette connaissance initiale du système va se transférer (par collision notamment) aux degrés de liberté non observables, ce qui va impliquer une augmentation de l'entropie. Ceci continue jusqu'à atteindre l'état de méconnaissance maximum sur le système (pour des contraintes extérieures données) : l'état d'équilibre.

salut, ton explication m'attire mais j'ai du mal à saisir, pourrais tu reformuler stp?

1°)j'ai du mal à comprendre le lien entre equilibre et manque d'information, pourquoi l'equilibre correspondrait au plus gros manque d'info et pas l'inverse?

2°) comment relier ton explication au fait que l'entropie est homogene à une quantité de chaleur divisé par une temperature?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9cd736bc]

gatsu: La création d'entropie vient fondamentalement de la perte d'information que l'on a sur le système.

D'où l'on déduirait:

L'entropie est une apparence subjective, et le temps est réversible.

Phys2 : J'ai lu que la création d'entropie s'interprétait comme une "décorrélation" des particules à cause des chocs, mais je ne vois pas vraiment ce que ça signifie.

Je dirais plutôt le contraire : Les particules qui s'entrechoquent créent de nouvelles corrélations.

Cordialement

[invite93279690]

D'où l'on déduirait:

L'entropie est une apparence subjective, et le temps est réversible.

En quelque sorte. Mais le phénomène de perte d'information n'est pas subjectif lui. Ce qui est subjectif c'est l'information que tu as été capable d'avoir au départ.

Je dirais plutôt le contraire : Les particules qui s'entrechoquent créent de nouvelles corrélations.

Oui la collision d'une particule 1 avec une particule 2 les correle mais toutes les collisions d'après vont les décorreler. Il ne faut pas oublier l'aspect "temps long" dans dans le problème.

[invite93279690]

salut, ton explication m'attire mais j'ai du mal à saisir, pourrais tu reformuler stp?

1°)j'ai du mal à comprendre le lien entre equilibre et manque d'information, pourquoi l'equilibre correspondrait au plus gros manque d'info et pas l'inverse?

Selon moi c'est purement descriptif. Si tu définis l'entropie comme le manque d'information que tu as sur le système. Alors pour un gaz dont tu connais seulement l'énergie, le volume et le nombre de particules par exemple (ce qui est déjà énorme), tu peux inférer que la distribution de probabilité des microétats la moins biaisée d'après ce minimum de connaissance, n'est autre qu'une distribution uniforme qui est la distribution microcanonique en physique statistique.

D'un autre coté, si tu part d'un état descriptif hors d'équilibre où tu es capable de mesurer qu'en plus la densité de particules est inhomogène et est concentrée dans un petit volume alors la densité de probabilité pour les microétats la moins biaisée devra tenir compte de cette information. Comme tu as une info en plus sur le système, alors nécessairement l'entropie sera plus petite que dans le premier cas.
Ensuite, cette information se perd au gré des collisions des particules entre elles et avec les parois et au final, tu ne peux que retomber sur la description la plus minimaliste possible qui correspond à la distribution d'équilibre.

2°) comment relier ton explication au fait que l'entropie est homogene à une quantité de chaleur divisé par une temperature?

Si tu fournis de l'énergie à un gaz de telle sorte que son énergie interne soit plus importante (à volume fixé), alors nécessairement son entropie va augmenter car "l'espace des possibles" pour les microétats du système a augmenté. Typiquement c'est la chaleur qui permet de modifier l'énergie interne du système sans effectuer un travail. Ensuite, pour des raisons d'extensivité, cette quantité ne peut pas être proportionnelle à la température, on écrit donc le rapport des deux pour la variation d'entropie.

[invite9c7554e3]

Selon moi c'est purement descriptif. Si tu définis l'entropie comme le manque d'information que tu as sur le système. Alors pour un gaz dont tu connais seulement l'énergie, le volume et le nombre de particules par exemple (ce qui est déjà énorme), tu peux inférer que la distribution de probabilité des microétats la moins biaisée d'après ce minimum de connaissance, n'est autre qu'une distribution uniforme qui est la distribution microcanonique en physique statistique.

D'un autre coté, si tu part d'un état descriptif hors d'équilibre où tu es capable de mesurer qu'en plus la densité de particules est inhomogène et est concentrée dans un petit volume alors la densité de probabilité pour les microétats la moins biaisée devra tenir compte de cette information. Comme tu as une info en plus sur le système, alors nécessairement l'entropie sera plus petite que dans le premier cas.
Ensuite, cette information se perd au gré des collisions des particules entre elles et avec les parois et au final, tu ne peux que retomber sur la description la plus minimaliste possible qui correspond à la distribution d'équilibre.

Si tu fournis de l'énergie à un gaz de telle sorte que son énergie interne soit plus importante (à volume fixé), alors nécessairement son entropie va augmenter car "l'espace des possibles" pour les microétats du système a augmenté. Typiquement c'est la chaleur qui permet de modifier l'énergie interne du système sans effectuer un travail. Ensuite, pour des raisons d'extensivité, cette quantité ne peut pas être proportionnelle à la température, on écrit donc le rapport des deux pour la variation d'entropie.

Il faut que je me mette un peu plus à la physique statistique mais j'ai compris l'idée générale, merci beaucoup je n'avais pas vu les choses sous cet angle!

[invite00e7f0bd]

Salut,

voici deux autres fils, théorème H et Equation de Boltzmann et une et un dossier sur la thermodynamique.