Gibbs vs Boltzmann Entropien

Der Status der Gibbs- und Boltzmann-Ausdrücke für Entropie war in der Literatur Gegenstand einiger Verwirrung. Wir zeigen, dass: (1) die Gibbs H-Funktion die korrekte Entropie liefert, wie sie in der phänomenologischen Thermodynamik definiert ist; (2) das Boltzmann H eine „Entropie“ liefert, die um einen nicht vernachlässigbaren Betrag falsch ist, wann immer Interpartikelkräfte thermodynamische Eigenschaften beeinflussen; (3) Boltzmanns andere Interpretation der Entropie, S = k log W, mit der Gibbs H konsistent ist und aus ihr abgeleitet werden kann; (4) der Boltzmann H-Theorem keine Demonstration des zweiten Gesetzes für verdünnte Gase darstellt; (5) die dynamische Invarianz der Gibbs H einen einfachen Beweis des zweiten Gesetzes für beliebige Interpartikelkräfte liefert; (6) das zweite Gesetz einen speziellen Fall einer allgemeinen Anforderung darstellt, dass jeder makroskopische Prozess experimentell reproduzierbar sein muss. Schließlich wird die „anthropomorphe“ Natur der Entropie sowohl auf statistischer als auch auf phänomenologischer Ebene betont.