35)Приведенная теплота. Энтропия.
Рассмотрим обратимый и необратимый циклы Карно
Обратимый
цикл Карно.Для обратимого цикла
коэффициент полезного действия можно
вычислить по любой из полученных ранее
формул
Отсюда
или 
-
количество тепла, подводимое к системе
в процессе перехода из состояния 1 в
состояние 2.
-
отведенное тепло в течение изотермического
процесса 3-4. Или для случая отвода тепла
можно сказать, что к системе
подведено 
тепла.
Тогда
Отношение количества
теплоты, подведенной к системе, к
температуре, при которой это происходит,
называется приведенной теплотой. Таким
образом, 
-
приведенная теплота, передаваемая
системе. 
-
приведенная теплота в 1 процессе.
-
приведенная теплота во II процессе. На
участках 2-3 и 4-1 Q=0. Следовательно, это
вся теплота охватывающая цикл Карно.
Таким образом, для обратимого цикла
Карно
Так
как любой замкнутый цикл можно представить
как сумму бесконечного числа циклов
Карно, то для любого замкнутого обратимого
цикла выражение будет справедливо и
его можно записать в следующем виде
Последнее соотношение носит название равенства Клаузиуса.
Необратимый
цикл Карно.В этом случае
И
все равенства превращаются в неравенства
- Уравнение
называется неравенством Клаузиуса.
Из
теоремы Клаузиуса следует, что приведенная
теплота подобно энергии (потенциальной,
внутренней) является функцией состояния
(не зависит от пути перехода и зависит
только от состояния системы). Независимость
интеграла
от
пути перехода означает, что этот интеграл
выражает собой изменение некоторой
функции состояния системы, она
называется энтропия и обозначается
буквой S. Изменение энтропии системы,
очевидно, равно
Мы
говорим только об изменении энтропии
(подобно изменению потенциальной
энергии 
,
для которой не важно где начало отсчета).
Из уравнения вытекает основное
количественное выражение второго начала
термодинамики
36)Изменения энтропии в изопроцессах.
Энтропия системы является функцией ее состояния, определенная с точностью до произвольной постоянной. Если система совершает равновесный переход из состояния 1 в состояние 2, то изменение энтропии
|
|
|
(6.2.1) |
.Таким образом, по формуле (6.2.1) можно определить энтропию лишь с точностью до аддитивной постоянной, т.е. начало энтропии произвольно. Физический смысл имеет лишь разность энтропий. Исходя из этого, найдем изменения энтропии в процессах идеального газа. Так как при Т = const,
|
|
|
|
,
|
|
|
|
,
|
|
|
|
,
или
|
|
|
(6.2.2) |
.Таким образом, изменение энтропии ΔS1-2 идеального газа при переходе его из состояния 1 в состояние 2 не зависит от вида перехода 1 - 2. Каждый из изопроцессов идеального газа характеризуется своим изменением энтропии, а именно:
изохорический: 
,
т.к. 
;
изобарический: 
т.к. Р1 =
Р2;
изотермический: 
т.к. 
;
адиабатический: 
,
т.к. 
Отметим, что в
последнем случае адиабатический процесс
называют изоэнтропийным процессом,
т.к. 
.