Entropia configurazionale

L'entropia configurazionale (o entropia conformazionale) è l'entropia associata alla configurazione geometrica dei componenti individuali di un sistema fisico distribuito.

L'entropia configurazionale può essere calcolata a partire dalla seguente forma modificata dell'equazione di Boltzmann:

$S=k_{B}\,{\rm {ln}}W$

in cui $k_{B}$ è la costante di Boltzmann e $W$ è la probabilità della data configurazione. La probabilità $W$ è data dal rapporto tra il numero di possibili disposizioni spaziali dei componenti del sistema che danno origine ad una particolare configurazione e il numero totale di possibili disposizioni spaziali che danno origine a tutte le possibili configurazioni spaziali del sistema. Da notare che il numero di configurazioni possibili e il numero di disposizioni spaziali possibili è differente, in quanto ogni configurazione (disposizione geometrica globale del sistema) può permettere permutazioni dei componenti del sistema senza modificare la disposizione globale. Un esempio è dato dalla permutazione di monomeri individuali in una macromolecola.

Può essere dimostrato che la variazione di entropia configurazionale di sistemi termodinamici (come gas ideali o altri sistemi che abbiano un elevato numero di gradi di libertà interni) nel corso di trasformazioni termodinamiche è pari alla variazione dell'entropia macroscopica (definita come $dS=\delta Q/T$, essendo $\delta Q$ il calore scambiato dal sistema con l'ambiente e $T$ la temperatura del sistema).

Bibliografia

• (EN) Herbert Kroemer e Charles Kittel, Thermal Physics, 2nd Ed., W. H. Freeman Company, 1980, ISBN 978-07-16-71088-2.

Voci correlate

• Entropia residua