Si la entropía mide la dispersión de la energía, ¿en qué se dispersa?

Question

Muchos libros dicen que la entropía mide la dispersión de la energía o la propagación de la energía.

Punto clave 1.4: Los procesos termodinámicos implican espacial redistribuciones de las energías internas, a saber, la la difusión espacial de energía. El equilibrio térmico se alcanza cuando la energía se ha extendido al máximo; es decir, la energía se distribuye equitativamente y la entropía se maximiza. Por lo tanto, la entropía puede ser vista como una función de difusión, con su símbolo S de difusión. Aunque no es la motivación de Clausius para usar la S, esto puede servir como un dispositivo mnemotécnico. El esparcimiento de la energía puede implicar la energía intercambios entre moléculas, radiación electromagnética, neutrinos, y cosas por el estilo.

link>>>

Difusión donde ? ¿Desplegándose en el espacio? ¿Qué clase de espacio?

Quiero decir, que en mi mente "la propagación de la energía" es una especie de "densidad de energía en algunos volumen ". ¿Por qué entonces en $\mathrm dS=Q/T$ el $Q$ el factor se divide por $T$ y no por alguna "medida de volumen abstracta"? ¿Por qué es la difusión de la energía medido en unidades $\mathrm{J/K}$ y no en $\mathrm{J/m^3}$ ?

O, tal vez, la temperatura en $\mathrm S=Q/T$ se trata exactamente como algún tipo de de volumen.

Ciertamente puedo pensar de esta manera:

Cuanto mayor sea el $T$ cuanto mayor sea el número de "microestados" que coincida con eso $T$ .

P.D. Conozco la definición de Boltzmann de entropía. La entiendo. No puedo manejar la entropía a nivel fenomenológico (nivel térmico clásico).

Answer 1

En el nivel termodinámico clásico, la razón por la que la gente habla de la difusión de la energía está simplemente enraizada en el principio de la entropía máxima, es decir, la propiedad de la entropía de un sistema compuesto de aumentar cada vez que se libera una restricción interna y obtener un máximo para el equilibrio sin restricciones.

Como consecuencia del principio, si en un sistema aislado la energía total del sistema está dividida de manera demasiado asimétrica, por ejemplo limitando esta configuración mediante muros fijos, impermeables y adiabáticos, la eliminación de la limitación adiabática dará lugar a una transferencia de energía, del sistema más caliente al más frío. El resultado final en equilibrio será que la energía total del sistema se repartirá sobre la geometría del sistema de tal manera que iguale las temperaturas locales.

Uno tiene que pensar directamente en términos de $S$ y no de $Q/T$ porque, aunque esta última fórmula se utiliza en la definición operativa de entropía, $Q$ no es una propiedad del sistema, sino que caracteriza el proceso de intercambio de energía.

Answer 2

Spoiler #1

Puedes escribir $n = (n - \varepsilon) + \varepsilon$ donde $\varepsilon \in \{4, 6, 8\}$ .

Spoiler #2

$n - \varepsilon > 3$ como $n > 11$ .

Spoiler #3

Uno de los tres números $n - \varepsilon$ es divisible por $3$ ya que son módulos distintos $3$ .

Answer 3

En cuanto a tu comentario: "la entropía será igual a la energía total no es dimensionalmente consistente"... tu comentario es totalmente correcto. Debería haber dicho que la entropía del BH es igual a la energía total de radiación (confinada al área de la superficie de Schwarzschild) dividida por la temperatura del BH (que es constante para todos los BH). Pero la Q/T aumentará (pero nunca disminuirá) a medida que el BH aumenta.