ШПОРЫ ПО ФИЗИКИ / Энтропия

Энтропия:

Пусть Q – элементарное количество теплоты, сообщаемое нагревателем системе при малом изменении её состояния, а Т – температура нагревателя. Если процесс об­ратимый, то температура системы тоже рав­на T. Можно показать, что в отличие от Q отношение Q/T в обратимом процессе есть полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией S системы: dS(Q/T)_обр (11.7)

Таким образом, в обратимом процессе температура Т является интегрирующим делителем, который обращает элементар­ную теплоту Q в полный дифференци­ал dS. В лю­бом обратимом круговом процессе интеграл от dQ/T тождественно равен нулю:

Из (11.7) видно, что dS и Q имеют один и тот же знак. Это позволяет по ха­рактеру изменения энтропии судить о на­правлении процесса теплообмена. При нагревании тела Q>0 и его энтропия возра­стает (dS>0), при охлаждении Q<0 и энтропия тела убывает (dS<0). В обратимом адиабатном процессе Q=T dS=0, так что dS=0 и S=const. Та­ким образом, обратимый адиабатный про­цесс представляет собой изоэнтропийный процесс. Энтропия, подобно внутренней энер­гии, – аддитивная функция состояния сис­темы: энтропия системы равна сумме энтро­пий всех тел, входящих в состав системы. В термодинамике доказывается, что энтро­пия изолированной системы в любом обрати­мом процессе не изменяется. Дело в том, что при передаче тепло­ты Q от тела 1 к телу 2 в обратимом процессе температуры обоих тел одинаковы. Поэтому изменение dS₂ энтропии тела 2, получающего теплоту Q, равно и противо­положно по знаку изменению dS₁ энтропии тела 1, отдающего теплоту Q: dS=dS₁+dS₂=0.