14. Энтропия не обратимых процессов.
Определим как изменяется энтропия для не обратимых (самопроизвольных) процессов. Если система совершает работу, то работа обратимого процесса => Wобр>Wнеобр
Wобр/Q = Wнеобр/Q
((Q1-Q2)/Q2)обр>((T2-T1)/T2)необр
=> Q1/T1>Q2/T2
Для необратимых процессов приведённая теплота холодильника больше , чем приведённая теплота нагревателя.
Q2/T2
– Q1/T1<0
Определим зависимость энтропией и приведенной теплотой для необратимого процесса.
Пусть в системе идёт процесс АВ, разобъём на 2 цикла: АВ – необратимый, ВА –обратимый.
ΔS>
необр
С учётам того что работа обратнопропорциональна > работе не обратимого процесса Wобр> Wнеобр и для необратимых процессов dS=0 мы получаем следущее
ΔS> необр>0
В изолированных системах припротекании самопроизвольных(не обратимых) процессов энтропия возрастает, то dS≥0 для обратимых процессов.
dS>0, ΔS>0, то процесс термодинамически возможен и протекает самопроизвольно(не обратимый)
dS=0, ΔS=0,то система находится в состоянии равновесия
dS<0, ΔS<0, то процесс термодинамически не возможен при данных условиях.
15. Статический смысл энтропии.
Термодинамика не объясняет физический смысл энтропии , возникает вопрос почему с общим уменьшением внутренней энергии энтропия системы возрастает и достигает максимума в равновесном состоянии, а так же возникает вопрос почему теплоту нельзя полностью превратить самопроизвольно в работу. Физический смысл энтропии, а так же её статический характер был установлен Больцманам на основе преломления тармодинамическим процессам теории вероятности.
Термодинамический процесс по Больцману – это переход из менее термодинами-го состояния, в более термодинами-е вероятносное состояние. Термодинами-я вероятность – число возможных микросостояний системы отвечающих в средней энергией системы.
Термодинами-я вероятность – число возможных микросостояний которые могут принимать частицы системы без нарушения макросостояния.W1=V1/V2 V1=V2
W2=V2/V0 W=(V1/V2)2=W1W2 W= ( VNA /V0) **NA
Энтропия обладает экстенсивными свойствами:
S=S1+S2+ …. W=W1W2.... S=f(W) S=f(W1)=f(W2)=f(W1)f(W2) S=KlnW K=R/NA ΔS=KlnW
Из данного уровнения следует, что энтропия является мерой неупоря-го состояния системы.
16. Вычисление изменения энтропии в различных термодинамических процессах
əQ=dU+pdV dU= СVdT
əQ= СVdT+ pdV разделим уровнение на Т
əQ/T= СVdT/T+ pdV/T
подставляем вместо р=RT/V
=
СVdT/T
+ RdT/T
=dS => dS= СVdT/T + RdT/T
Проинтегрируем данное вырожение
S=
ΔS=СVln(T2/T1)+Rln(V2/V1) (1)
CV+R=CP CV=CP+R
ΔS= (CP+R) ln(T2/T1)+ Rln(V2/V1)
ΔS=CPln(T2/T1)+Rln(V2T1/V1T2)
ΔS=CPln(T2/T1)+Rln(p1/p2) (2)
А) V=const ln(V2/V1)=0
ΔS=СVln(T2/T1) ΔS=CPln(T2/T1)
Б) p=const ln(p1/p2)=0
ΔS=CPln(T2/T1)
В) T=const ln(T2/T1)=0
ΔS= Rln(V2/V1)= Rln(p1/p2) (3)
Частным случаем изотермического процесса является фазовые переходы которые протекают при определённых температурах
ΔSФ.П.=QФ.П./TФ.П.
