Напрямок теплових процесів. Другий закон термодинаміки. Ентропія

Терещенко В. В. Напрямок теплових процесів. Другий закон термодинаміки. Ентропія

Можна дати ще й таке визначення обо-ротного процесу: оборотним процесом називають процес, який допускає можливість такого повернення систе-ми у вихідний стан, щоб у цьому зворотному процесі вона пройшла через ті самі проміжні стани, що й у прямому процесі. Це можливо лише тоді, коли система проходить через рівноважні стани, тобто оборотний процес має бути рівноважним. Строго кажучи, рівноважними можуть бути лише ті процеси, які відбуваються нескінченно повільно.

Другий закон термодинаміки. Неможливо перевести теплоту від більш холодної системи до більш гарячої, якщо не відбувається інших одночасних змін в обох системах або тілах, які їх оточують.

Інші формулювання Формулювання Анрі Пуанкаре: неможливо привести в дію теплову машину за допомогою лише теплового резервуара. Формулювання Макса Планка: неможливо побудувати періодично діючу машину, вся діяльність якої зводиться до підняття тягаря й охолодження теплового резервуара. Формулювання Вільяма Томсона (лорда Кельвіна): неможливо здійснити такий періодичний процес, єдиним результатом якого буде виконання роботи за рахунок теплоти, відібраної в нагрівника.

Необхідність формулювання другого закону термо-динаміки кожного разу по-новому, пристосовуючи його зміст до конкрет-ного процесу, не могла задовольнити вчених. Тоді Клаузіусом у 1854 р. був введений у термодинаміку новий параметр, який назвали ентропія (від грец. «ентропе», що означає — спрямована всередину, недоступна до подальшого перетворення). Прийнято вважати, що перехід системи з більш впорядкованого в менш впорядкований стан супроводжується збільшенням ентропії. Що більшою є ентропія, то більш невпорядкована (хаотична) система.

Ентропія, S — кількісна характеристика невпорядкованості системи; що більшою є хаотичність системи, то більше значення ентропії. Другий закон термодинаміки. У ізольованій макроскопічній системі ентропія залишається або незмінною, або зростає (у нерівноважних процесах), досягаючи максимуму при встановленні термодинамічної рівноваги (закон зростання ентропії).

Домашнє завдання Параграф 25 вивчити правила