22. Вывод формулы для расчета изменения энтропии смеси газов.

,

,

,

,

,

,

,

,

, – энтропия смешения.

23. -Диаграмма. Взаимное расположение изобары и изохоры в -диаграмме. Взаимное расположение в -диаграмме изобар различных давлений и изохор различных объемов.

В-диаграмме наглядно изображаются количества теплоты, подводимой и отводимой к газу, работа полученная в процессе, теплоемкость газа.

.

Взаимное расположение изобары и изохоры в -диаграмме

,

, следовательно, изохора в -диаграмме изображается более крутой линией, чем изобара.

Взаимное расположение -диаграмме изобар различных давлений и изохор различных объемов

,

изобары на диаграмме не эквидистантны, причем изобары более высокого давления смещаются в сторону меньших значений энтропии;

,

изохоры на диаграмме не эквидистантны, причем изохоры более высокого объема смещаются в сторону больших значений энтропии.

24. Понятие среднеинтегральной температуры подвода (отвода) теплоты. Следствие теоремы Карно (вторая теорема Карно).

Среднеинтегральная температура подвода (отвода) теплоты

,

,

,

,

– температура подвода, – температура отвода,.

Следствие из теоремы Карно (вторая теорема Карно): термический КПД любого обратимого цикла, осуществляемого при числе источников теплоты больше двух, меньше термического КПД обратимого цикла Карно, осуществляемого в том же интервале температур.

Сравним произвольный цикл I с циклом Карно II, протекающем в том же температурном интервале.

Опишем вокруг цикла I цикл Карно 1-2-3-4 – цикл III,

,

,

.

25. Изменение энтропии в необратимых процессах. Понятие энтропии изолированной системы.

Изменение энтропии в необратимых процессах

Рассмотрим систему, в которой существует необратимый теплообмен при источника и рабочего тела,

,

,

,

,

, – для необратимых процессов.

, – аналитическое выражение II закона термодинамики для всех процессов.

Энтропия изолированной системы

,

при прохождении самопроизвольных процессов достигается состояние равновесия, в котором энтропия максимальна

.

Изменение энтропии изолированной системы является критерием:

1. направления процессов в системе;

2. обратимости или необратимости процессов в системе;

3. равновесного состояния системы;

4. обесцененности внутренней энергии системы, так как при прохождении необратимых процессов, энергия изолированной системы постоянна, а энтропия возрастает, что ведет к уменьшению работоспособности системы.

26. Статистический характер II закона термодинамики. Термодинамическая вероятность. Взаимосвязь энтропии и термодинамической вероятности. Ограниченный характер II закона термодинамики.

Статистический характер II закона термодинамики

Термодинамическая вероятность – число микросостояний, реализующих данное макросостояние системы.

,

,

термодинамическая вероятность равномерного распределения всегда больше любого другого; это определяет направление развития процессов в системе.

Взаимосвязь энтропии и термодинамической вероятности

,

рассмотрим две системы

,

,

,

,

,

дифференцируем по :

,

дифференцируем по :

,

,

,

,

,

определим константу :

,

;

,

– константа Больцмана,

формула Больцмана:

.

Ограниченный характер II закона термодинамики

II закон термодинамики неприменим к системам малого молекулярного раствора и к бесконечно большим (планетарного масштаба) системам, но для систем реальных растворов II закон термодинамики можно считать абсолютным.