Энтропия туралы ұғым
Еркінше алынған қайтымды циклды қарастыралық. Циклды бөлшектеу көмегімен, элементарлы Карно циклын шексіз көп санды теңдікті, мына түрде жазуға болады:dq1T1= dq2T2
Тұйықталған пішін бойынша, интегралдау кезінде және dq2 теріс таңбаларын есептеп табамыз.ʃdqқайтT1 = 0.
Мұндағы, dqқайт - таңбасы кезіндегісі, қаралып отырған айналмалы процесстегі қайтымды түріне, ерекше көңіл аударылуы тиіс. Сонымен, келтірілген жылулықтың интегралды суммасы үшін, қандай болса да, қайтымды циклда нөлге тең. Бұл Клаузиус теңдеуі деп аталады. Жылу динамикасында формуласын Клаузиус теңдеуі деп, ал формуласының оң жақ бөлігінің теңдеуін, Клаузиус интегралы деп атайды. Қандай да тұйық жол үшін, математикалық қажетті және жеткілікті шарт, ол:ds = dq/T
толық
дифференциал болады.
1-2 еркінше алынған жол бойындағы интеграл,
әр уақытта тең:
Шарт бойынша, жылулықты dq жеткізу процессі қайтымды деп есептеледі. Сонымен, S - функция жағдайы. Оны энтропия деп атайды. Формуладағы 1/T үстіңгі көрсеткішінде тұрған, толық емес дифференциал dq үшін интегралдаушы көбейткіш болады. Еркін қайтымды айналмалы процесс үшін алынған формуладан, энтропия S және абсолютты температура Т бар екендігі туралы тікелей қорытынды шығады да, теңдеумен анықталады, оны қайтымды процесстер үшін, жылу динамикасының екінші заңының теңдеуі деп атайды.
Қайтымды изотермиялық
процесс (T=const)
кезіндегісін теңдеуден табамыз:
Қайтымды адиабатты процесс кезіндегі, dq=0 болғанда:
ds = 0; S2 - S1 = 0; S = const.
45. Теродинамиканың екінші бастамасы мен даму мәселесі Термодинамиканың екінші бастамасы) — статистикалық нысандардың (мысалы, атомбеидардың, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималдығы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы.[1] Термодинамиканың екінші бастамасының кажеттілігі.Термодинамиканың бірінші бастамасы бойынша энергия сақталады. Энергияның сақталу заңы орындалатын, бІрақ табиғатта бақыланбайтын копте-ген процестерді кездестіруге болады. Мысалы, ыстық денені салқын денемен жанастырсақ, онда жылу әрқашанда ыстық денеден салқын денеге өтеді. керісінше ешуақытта да болмайды. Егер де жылу салқын денеден ыстық де-неге өткен жағдайда да энергия сақталған болар еді, бірақ мұндай процесс тіптен мүмкін емес. ЕндІ лақтырылған тасты қарастырайық. Ол Жер бетіне құлап түседі. Тас түсіп келе жатқан кезде оның бастапқыдағы потенциалдық энергиясы бірте-бірте кинетикалық энергияға айналып отырады. Ал тас Жер бетІне жеткен кезде, оның кинетикалық энергиясы тас пен Жердің ішкі энер-гиясына айналады.Бірақ ешкім күнІ бүгінге дейін тастыд молекулаларының жылу-лық қозғалысы энергиясының оның кинетикалық энергиясына айналуының арқасында қайтадан көкке котерілгенін коре алған емес. Мүндай процесс кезінде де энергия сақталар еді, бірақ процесс табиғатта кездеспейді. Табиғатта бола алатын, бірақ оларға кері процесстер таоиғатта мүмкін болмайтын басқа да талай мысалдарды келтіруге болады. Келтірілген мысалдардағы кері процестер дс отетін болса, олар энергия-ның сақталу заңына ешқандай залал келтіре алмас едІ, энергияның сақталу заңы орындалған болар еді, яғни термодинамиканың бірінші бастамасы орын-далар сді. Процестердің қаіітымсыздығын түсіндіру үшін ғалымдар откен ғасырдың екінші жартысында термодинамиканың екінші бастамасы деп аталатын жаңа заңды түжырымдады. Бүл заң бойынша табиғатта қандай про-цестердің мүмкін, ал қандай процестердің мүмкін болмайтындығын айтып беруге болады. Термодинамиканың екінші бастамасын бірнеше түрде түжы-рымдауға болады, олардың барлығы да озара эквивалентті, тең баламалы. Ондай тұжырымдамалардаң біреулн Р. Ю . Э . Клаузиус (1822-1888) берді: табиги жагдайларда жылу ыстық денеден салқыи денеге өтеді, ал сшіқын денсдеп ыстық денеге жылу өз бетімен беріл.мейді. Бүл айтылған токтам тек белгілі түрдегі процеске ғана жататын болғандыктан, оны басқа түрдегі про-цестерге қалай қолдану керск екендігі түсініксіз. Басқа түрдегі процестерді де қамти алатын жалпыламырак түжырымдама кажет болды.Жылумашиналары. Карно циклі. Тарихи түрғыдан алған кезде термодинамиканың екінші бастамасының жылпылама түжырымдамасын тағайындау жылу двигателдерін зерттеу үстінде жүрді. Жылу машинасы дегеніміз жылу энергиясын механикалық жүмысқа айналдыратын қондырғы.