Понятие об энтропии

Мы убедились, что КПД необратимого кругового процесса всегда меньше, чем КПД при обратимом цикле. Этот результат можно сформулировать в следующем виде:

.Знак равенства соответствует случаю обратимых процессов. Отсюда нетрудно получить соотношение, которое играет важную роль в термодинамике: .Величина называется энтропией. Она, как видно из полученного соотношения, остается неизменной при обратимом процессе и возрастает, если термодинамический процесс необратим. Энтропия – важная термодинамическая характеристика системы, такая же, как, например, внутренняя энергия. Утверждение, что при необратимых процессах энтропия замкнутой системы возрастает, составляет содержание второго начала термодинамики.Возрастание энтропии системы при необратимом процессе выражает тот факт, что тепло само по себе не может переходить от менее нагретых к более нагретым телам. Последнее утверждение можно рассматривать также как формулировку второго начала термодинамики.Поскольку КПД реальной тепловой машины всегда меньше, чем КПД идеальной машины (работающей по циклу Карно), становится очевидной невозможность создания так называемого вечного двигателя второго рода – устройства, осуществляющего круговорот тепла в природе и одновременно превращающего все полученное тепло в механическую работу. Поскольку энтропия остается постоянной при обратимом характере процесса и возрастает при необратимых процессах, энтропию рассматривают как меру необратимости термодинамического процесса. В состоянии термодинамического равновесия энтропия системы максимальна. Свойства энтропии: энтропия изолированной системы при протекании необратимого процесса возрастает; энтропия системы, находящейся в равновесном состоянии, максимальна.

Утверждение о том, что энтропия изолированной системы может только возрастать (либо по достижении максимального значения оставаться неизменной), носит название закона возрастания энтропии или второго начала термодинамики. Иначе можно сказать, что энтропия изолированной системы не может убывать. Итак, при протекании в изолированной системе необратимого процесса энтропия возрастает, т. е. выполняется соотношение dS> 0.В общем случае dS³0.

Вопросы для самоконтроля:

1) Что определяет первый и второй законы термодинамики?

2) Сформулируйте второй законы термодинамики, эквивалентный закону возрастания энтропии?

3) Дать формулировку тепловой машине?

4) Из чего состоит Цикл Карно?

5) Понятие энтропия?

Список литературы

Основная

1.Рогачев, Н.М. Курс физики. Учебное пособие/ Н.М. Рогачев. –С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010 г. - 448 с.

Дополнительная

1. Грабовский, Р.И. Курс физики. 6-е изд. / Р. И. Грабовский. – СПБ. : Издательство «Лань», 2002. – 608 с

Лекция 9