ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
32
а в необратимом цикле 0>∆S , т.е. энтропия возрастает. Таким образом,
энтропия системы, а точнее ее изменение, выступает в роли меры необра-
тимости процесса. Чтобы в рамках термодинамики установить смысл эн-
тропии, необходимо обратиться к объединенному уравнению термодина-
мики для обратимого процесса. Так как для этого процесса из (24.27) сле-
дует, что ,TdSQ =δ то
pdVdUTdS += . (24.29)
При const=T получим
()
pdVTSUd
−=−
. (24.30)
Величину FTSU =− называют свободной энергией.
В изотермическом обратимом процессе работа совершается не за
счет всей внутренней энергии, а только за счет ее свободной части
TSUF −= . Величину TS следует понимать как «связанную» часть внут-
ренней энергии. Тогда энтропию можно понимать как меру неработоспо-
собности системы, или меру обесцененности внутренней энергии системы.
Неизменность энтропии системы в обратимом цикле означает сохранение
системой своей работоспособности. Возрастание энтропии системы в об-
ратимом цикле означает уменьшение работоспособности системы. Таким
образом, в рамках термодинамики второе начало утверждает, что в замк-
нутой системе энтропия может или оставаться неизменной, или только
возрастает и совершенно не допускается процесс с уменьшением энтро-
пии.
Статистическое рассмотрение вопроса об энтропии, выполненное
Больцманом, позволило, во-первых, установить связь энтропии с молеку-
лярным состоянием системы, а во-вторых, установить вероятностный ха-
рактер второго начала термодинамики. Если ввести понятие термодинами-
ческой вероятности W (статистического веса, см. лекцию 21) как числа
микросостояний системы, с помощью которых реализуется данное макро-
состояние, то согласно Больцману,
WkS ln= . (24.31)
Здесь
КДж1038,1
23−
⋅=
k
– постоянная Больцмана. Так как термодинами-
ческая вероятность характеризует меру молекулярного беспорядка (хаоса),
то и энтропия является мерой молекулярного хаоса в системе. Молекуляр-
ный хаос в системе наибольший в состоянии равновесия, следовательно, и
энтропия наибольшая в состоянии равновесия. Тогда, в соответствии со
вторым началом термодинамики, становится понятным, почему система,
предоставленная самой себе, стремится прийти в состояние равновесия, и
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
