Обратимые процессы — это физическая модель — это идеализация реальных процессов

14. Энтропия

Количество тепла δQ, которое должно быть доставлено системе или отнято у неё при переходе от одного состояния в другое, не определяется однозначно начальным и конечным состояниями, но существенно зависит от способа осуществления этого перехода (δQ не является функцией состояния системы).

Однако, приведенное количество теплоты — отношение теплоты δQ к температуре Т системы при бесконечно малых изменениях состояния системы — есть функция состояния системы.

В любом обратимом круговом процессе

Следовательно, подынтегральное выражение есть полный дифференциал некоторой функции, которая определяется только начальным и конечным состояниями системы и не зависит от пути, каким система пришла в это состояние.

Энтропией S называется функция состояния системы, дифференциалом которой является δQ/T:

, соответственно .

Т.о. первое начало термодинамики можно записать в виде

TdS = dU + δA, откуда

δA = TdS – dU = d(TS) – SdT – dU = - d(U – TS) – SdT =

- dF – S dT.

Функция F = U – TS является функцией состояния системы и называется энергией Гельмгольца или свободной энергией.

15. Изменение энтропии

В замкнутой системе - для обратимых процессов ΔS = 0;

- для необратимых циклов Δ S > 0.

Неравенство Клаузиуса: энтропия замкнутой системы может либо возрастать, либо оставаться постоянной (в случае обратимых процессов).

ΔS ≥ 0

Поскольку dS и δQ имеют один и тот же знак, то по характеру изменения энтропии можно судить о направлении процесса теплообмена. При нагревании тела

δQ > 0 и его энтропия возрастает dS > 0, при охлаждении δQ < 0 и энтропия тела убывает dS <0.

Процесс, протекающий при постоянной энтропии (S = const), называется изоэнтропийным.

16. Статистическое толкование энтропии

Дата добавления: 2014-12-27