Statistica, entropia e temperatura

Nei testi, e nei corsi, di Fisica Generale in cui è presentata la termodinamica, il legame tra entropia e configurazioni microscopiche del sistema è raramente discusso. In questo articolo, utilizzando un sistema modello nel quale ogni particella può acquisire solo due valori di energia, mostro come la configurazione di equilibrio sia quella enormemente più probabile tra tutte le possibili configurazioni che il sistema può esplorare. Descrivo poi l’equilibrio termodinamico tra due di questi sistemi modello, e definisco l’entropia e la temperatura in termini della configurazione di equilibrio. Queste definizioni statistiche di entropia e temperatura sono legate a quelle normalmente considerate in termodinamica da un termine costante: la costante di Boltzmann. I quattro princìpi della termodinamica sono conseguenze immediate delle definizioni statistiche dell’entropia e della temperatur