Почему мы игнорируем начальную энтропию при вычислении энтропии смешения идеальной смеси?

Для плотной системы мы предполагаем, что два типа молекул имеют одинаковый размер и что молекулы разных типов взаимодействуют друг с другом так же, как и молекулы одного типа (одинаковые силы и т. д.). Такая система называется идеальной смесью.

Вопрос требует от нас объяснить, почему для идеальной смеси энтропия смешения определяется выражением

Δ С м я Икс я н г "=" к п ( Н Н А )
,

И вот данный ответ из руководства по решению:

В несмешанном состоянии система может иметь довольно небольшую энтропию из-за молекулярной энергии и (для жидкостей) конфигураций. Когда мы позволяем системе смешиваться, предполагая, что смесь идеальна, единственное изменение заключается в том, что молекулы разных типов теперь могут меняться местами друг с другом случайным образом. Следовательно, чтобы вычислить энтропию смешения, мы можем игнорировать начальную энтропию и представить, что молекулы изначально застыли на месте. При смешивании молекулы случайным образом меняются местами друг с другом, но по-прежнему занимают один и тот же набор Н фиксированные сайты. Таким образом, увеличение множественности за счет смешения есть число способов отнесения двух видов молекул к Н сайтов, то есть количество способов выбора Н А мест, которые должны быть заняты молекулами типа А :

Ом м я Икс я н г "=" ( Н Н А )

Тогда энтропия смешения равна к умножить на натуральный логарифм этого выражения:
Δ С м я Икс я н г "=" к п ( Н Н А ) "=" к п ( Н ! Н А ! Н Б ! )

Хотя в руководстве по решению есть объяснение, почему мы можем игнорировать начальную энтропию, я до сих пор не совсем понимаю причину этого. Почему перестановка молекул местами приводит к незнанию начальной энтропии? Может кто-нибудь, пожалуйста, пролить свет на это! Спасибо!

Ответы (1)

Не могу сказать, что мне небезразлично это описание, поэтому я выберу совершенно другую тактику.

В равновесной термодинамике и термостатистике энтропия является переменной состояния , что означает именно то, что вы можете определить ее из текущего состояния системы без обращения к истории. После завершения смешивания система неотличима от той, которая была сформирована путем объединения двух половинных, но предварительно смешанных систем, поэтому мы должны быть в состоянии вычислить энтропию конечной системы без ссылки на предыдущие условия.