Espansione di un gas e mescolamento di fluidi (ideali)

Abbiamo già visto che quando un gas si espande a temperatura costante, la sua entropia aumenta. Questo avviene in generale anche in condizioni di isolamento termico⁴; perciò per il Secondo Principio della termodinamica il gas isolato si espande spontaneamente se possibile. Si è visto che questo si spiega con il fatto che nel volume più grande gli stati quantici sono più fitti, e quindi a parità di energia totale ci sono più microstati.

Figura: espansione di un gas

La stessa cosa avviene quando si mescolano due gas (ciascuno ha più microstati se occupa l'intero volume che non se sta confinato in una porzione del contenitore), oppure se si diluisce una sostanza in un solvente.

Figura: mescolamento di due gas

Anche qui abbiamo considerato sostanze con comportamento ``ideale'', cioè senza interazioni tra le molecole. Nei gas o nelle soluzioni reali vi sono deboli forze che tengono unite le molecole e la trattazione deve tenere conto anche di queste.