ギブズのパラドックス

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ギブズのパラドックスGibbs ParadoxGibbs' paradox または Gibbs's paradox)は、気体混合によるエントロピー変化に関するパラドックスである。

同じ圧力温度にある2種の気体の混合に伴うエントロピー変化は、

\Delta S=-n R (x_1 \log x_1 + x_2 \log x_2)

と表される。ここで、R気体定数n は気体1と気体2のモル数の和、x1x2 はそれぞれ全体に占める気体1と気体2のモル分率であり、x1 + x2 = 1 である。

ここで、2種の気体が同一の場合、ΔSx1 の値に依らず 0 となるはずであるが、上式はx1 = 0 もしくはx2 = 0 のときのみΔS = 0 となる。これをギブズのパラドックスという。

統計力学においては、分子が同種か異種かにより状態数の数え方が異なるが、これによってパラドックスは解決できる。

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