Capitolul 4 al doilea și al treilea lege a termodinamicii

Entropy (de răspuns grech.entropia-, transformare) - conceptul a fost introdus mai întâi vtermodinamike pentru a determina o măsură de disipare a energiei ireversibile. Entropia vstatisticheskoy fizica - o măsură a probabilității de realizare a unui stat macroscopice, informații vteorii - o măsură a incertitudinii unui experiment (test), care poate avea rezultate diferite. Aceste interpretări ale entropiei au o legătură interioară profundă.

1 Entropy. sens entropie termodinamic

În esență, toate procesele din macrosisteme sunt ireversibile.

Se pune întrebarea: Care este cauza ireversibilității? Acest lucru este deosebit de ciudat atunci când consideră că toate legile mecanicii sunt reversibile în timp. Și totuși, nimeni nu a văzut, de exemplu, pentru a sparge un vas recuperat spontan din resturile.

Soluția la această problemă complexă a venit cu deschiderea unei noi cantități termodinamică - entropie - și dezvăluirea sensului său fizic.

Conceptul de entropie a fost introdus pentru prima dată de către R. Clausius în 1862. Este una dintre cele mai uimitoare descoperiri făcute „pe vârful pen-ului“, adică, teoretic.

În ciuda acestui fapt și lipsa de instrumente care să măsoare entropia substanței, acest concept sa dovedit extrem de fructuoasă.

entropie

introdus prin creștere elementare atât

Este necesar să se acorde o atenție caracteristica acestei formule. După cum știm,

nu incrementul unei funcții, dar după împărțirea temperaturii, Se pare, se transformă incrementul unei funcții (entropie). Spre deosebire de căldură, entropieaceeași funcție ca și starea de temperatură, internă de energiesau presiune. Sistemul de căldurăDepinde de tranziția de la inițială la starea finală, incrementarea entropiacomplet independent de proces, ci numai pe statele inițiale și finale.

Astfel, la echilibru, la o temperatură a transferului de căldură

Cantitatea elementară de energie termică este egală

.

Prima lege a termodinamicii poate fi scris ca:

Să starea inițială a corpului cu temperatura

și presiuneaentropia este, apoi în conformitate cu (4.1) pentru determinarea entropieiîn orice alt stat cu temperaturași presiuneaTrebuie să mergem în această stare pornind de la orice proces de echilibru, care trece în mod continuu o cantitate mică de caldura corpuluila temperaturi adecvate.

Apoi, entropia

Se calculează cu formula

În special, pentru procesul izoterma (

)

Deoarece entropia este o funcție a statului, integrala (4.3) nu depinde de forma curbei reprezentând procesul, ci determinat numai de stările inițiale și finale, adică Limitele de integrare.

1) entropiei - valoarea aditivului: entropia unui sistem de mai multe organisme este suma entropiei fiecărui corp

.

2) Echilibrul procesează fără entropia de transfer de căldură nu se schimbă.

Într-un proces adiabatic

.

Prin urmare, în conformitate cu formula (4.1) la procesul adiabatic de echilibru

și, prin urmare,. În acest sens, procesul de izentropice adiabatică de echilibru este, de asemenea, numit.

3) La volum constant, entropia este o funcție monoton crescătoare a energiei interne a corpului.

Într-adevăr, atunci când

avem:, astfel încât. dar temperaturaîntotdeauna pozitiv. Prin urmare, dacă, atunci.

4) Entropia este definită numai până la o constantă arbitrară.

Într-adevăr, în conformitate cu (4.3) putem calcula doar diferența în entropiile

. Această diferență nu este modificată prin adăugarea de entropie la constantă arbitrară.

5) Ținta internă de energie ca funcție de volum și entropia

determină complet proprietățile termodinamice ale unui corp omogen.

Într-adevăr, în conformitate cu regula pentru diferențierea în funcție de două variabile

.

Luând în considerare (4.2), care

,

Aceste ecuații definesc temperatura și presiunea energiei interne

, dacădefinită ca o funcție a volumului și a entropiei.

Rețineți că egalitatea

Aceasta este definiția cea mai generală a temperaturii, echitabil pentru ambele sisteme clasice și cuantice.

temperatura absolută

- măsură energetic al mișcării aleatoare a particulelor.