Betrachte ideales Gas. Es gilt:
| TdS | = | dU + pdV | (79) |
| = | NcVdT | (80) | |
| = | N |
(81) | |
| = | N |
(82) |
Nun f�gt man reversibel eine Trennwand in das Volumen ein, und zwar
so, daá die Entropie erhalten bleibt. Es gilt dann
S = S1 + S2. Einsetzen obiger Beziehung, die ja f�r beide Teilr„ume jeweils
gilt liefert aber
S
S1 + S2 Gibbssches
Paradoxon. Ursache: Ununterscheidbarkeit der Gasteilchen wird bisher
nicht ber�cksichtigt. Bei der Berechnung der Gesamtentropie geht man
davon aus, daá sich alle Teilchen �ber das Volumen V verteilen
k”nnen. Bei der Berechnug der Einzelentropien k”nnen sich allerdings
nur N1, 2 Teilchen in V1, 2 verteilen. Entfernt man nun die
Wand „ndert sich das Volumen, es gibt aber keine neuen
Zust„nde, da ja die Molek�le nicht unterscheidbar sind. Tauschen also
z. B. ein Molek�l aus der linken und eines aus der rechten Gef„áh„lfte
ihre Pl„tze ist das kein neuer Zustand! Division
der Zustandssumme
durch die N! Permutationen, die
keine neuen Zust„nde erg„ben. (mit Strilingsche
Formel) Erhaltung der Entropie wie gefordert Aufl”sung des
Gibbsschen Paradoxons.
Auch wenn man gleiche Molek�le, d. h. nur eine Sorte Gas betrachtet ergibt sich f�r die Entropie das gleiche wie bei zwei Sorten Gas A und B im Volumen V. Oder: Man kann f�r die Zustandssumme einer Mischung aus Gas A und B so tun als ob Gas A getrennt von Gas B in einem Volumen V eingeschlossen w„re.