IV.Теорема Нернста.

Выражение определяет не саму энтропию, а разность двух состояний. Нернст дал возможность определить энтропию в любом состоянии, выбрав за точку отсчета абсолютный нуль.

Теорема Нернста:

При стремлении абсолютной температуры к нулю энтропия любого тела также стремится к нулю:

Согласно этой теореме энтропия любого тела при абсолютном нуле равна нулю. Тогда энтропия тела в состоянии с температурой Т имеет вид:

Например:

известна С_ркак функция температуры, тогда:

V.Энтропия и вероятность. Философское значение второго закона термодинамики.

Процессы, изучаемые термодинамикой, рассматриваются и статистической физикой. Это рассмотрение приводит к другим результатам, чем те, к которым приходит термодинамика.

Процессы, невозможные по второму закону (переход тепла от холодного тела к нагретому), в статистической физике являются не невозможными, а очень мало вероятными.

Связь Sс вероятностьюwустановлена Больцманом

Энтропия пропорциональна логарифму вероятности состояния или: Все процессы в природе протекают в направлении, приводящем к увеличению вероятности состояния.

Пример:

1) постановка:

вычислить по изменению энтропии двух тел, находящихся при температурах Т₁ = 301⁰К и Т₂ = 300⁰К, отношение вероятностей пребывания тел в этих состояниях, если от одного тела к другому передается количество тепла в 1 эрг.

Решение:

а) переход тепла от 1 к 2

вероятность пребывания тела при температуре Т₂–w₂

вероятность пребывания тела при температуре Т₁–w₁

,

т.е. на каждые случаев перехода 1 эрг теплоты от тела с Т = 301⁰К к телу с Т = 300⁰К приходится один случай перехода тепла от 2 к 1.

б) переход тепла от 1 к 2 в количестве эрг

Вывод: для малых количеств тепла второй закон не применим.

Законы термодинамики нельзя применять к микромиру. Все реальные макроскопические процессы, происходящие в земных условиях, сопровождаются увеличением энтропии той системы, в которой они происходят.

Формулировка Клаузиуса второго закона термодинамики:

энтропия мира стремится к максимуму.

Однако, как показано ранее, законы термодинамики нельзя применять к микромиру, так нельзя их обобщать и для явлений вселенной.

Такое обобщение привело к представлению о так называемой «тепловой смерти» вселенной.

Суть «тепловой смерти»:

во всех частях Вселенной любые процессы сопровождаются тем, что некоторое количество энергии различных видов превращается в теплоту, а теплота переходит от нагретых тел к холодным, т.е. происходит выравнивание температур, а следовательно развитие природы ведет к прекращению развития: все виды энергии превращаются в теплоту и в ней находят свою смерть.

Ф. Энгельс в своей книге «Диалектика природы» показал, что второй закон термодинамики нельзя понимать как универсальный принцип. Закон возрастания энтропии должен пониматься как частная закономерность, справедливая при определенных физических условиях.