готовые шпоры на 2ой семестр по физике / 31 вопрос

31

Энтропия

Из выражения для обратимого цикла Карно следует, что или , где Q₂ количество теплоты, отдаваемое рабочим телом холодильнику, поэтому оно отрицательно. Следовательно, . Величина называется приведенным количеством теплоты.

Для цикла Карно алгебраическая сумма приведенных количеств теплоты равна нулю. Приведенное количество теплоты на бесконечно малом участке процесса равно .

Для любого обратимого кругового процесса сумма приведенных количеств теплоты равна нулю. Тогда в общем виде может быть записано: .

Из равенства нулю данного интеграла следует, что - полный дифференциал некоторой функции, которая определяется только состоянием системы и не зависит от пути, каким система пришла в это состояние. Эта функция называется энтропией S. Для обратимых круговых процессов S=0. В термодинамике доказывается, что энтропия системы, совершающей необратимый цикл, возрастает: S>0. S=0 – это относится только к замкнутым системам. В общем случае S0, т.е. S может либо возрастать, либо быть равной нулю.

Если система совершает равновесный переход их состояния 1 в состояние 2, то , т.к. , а ,

то , т.е. изменение энтропии S_12 идеального газа не зависит от вида процесса перехода 12.При изотермическом процессе(T₁ = Т₂) , при изохорном процессе (V₂ =V₁) .Физический смысл энтропии был предложен Больцманом, предположившим, что энтропия связана с термодинамической вероятностью состояния системы. Термодинамическая вероятность состояния системы W – это число способов, которыми может быть реализовано данное состояние макросистемы. , где k - постоянная Больцмана.