Вычисление энтропии равновесных систем

Для переменных T и V изменение энтропии

Для идеального газа U = c _V dT получим в расчёте на один моль .

Интегрируя, получим, где s ₀ - константа интегрирования.

Третий закон термодинамики (теорема Нернста)

Определение энтропии не является однозначным, поскольку в энтропию входит неопределенная константа s ₀. Значение этой аддитивной константы, возникающей при определении энтропии, устанавливается теоремой Нернста, которую часто называют третьим законом термодинамики: энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю.

Физический смысл теоремы состоит в том, что при T = 0 все возможные состояния системы имеют одинаковую энтропию. Тогда энтропию произвольного состояния A можно определить интегралом

где интегрирование производится вдоль обратимого процесса, начинающегося от состояния при T = 0 и заканчивающегося состоянием A.

В термодинамике теорема Нернста принимается как постулат. Доказывается она методами квантовой статистики.

При T → 0 теплоемкость так же должна стремиться к нулю:

C (0) → 0.

Этот вывод находится в согласии с экспериментальными данными.

Основное термодинамическое тождество (неравенство)

В этом выражении знак равенства соответствует равновесным термодинамическим процессам, а знак неравенства - неравновесным. Оно объединяет I и II законы т/д-ки – закон сохранения энергии и закон возрастания энтропии.

Дата добавления: 2015-05-09