Химическая термодинамика в курсе общей химии. Гончаров Е.Г. - 14 стр.

                                 - 14 -

      Каков же физический смысл энтропии - слова, образованного от гре-
ческого "этропе", что означает "превращение". Ответ на это дал австрий-
ский физик Л.Больцман, которому принадлежит статистическое толкова-
ние второго закона термодинамики, а следовательно, и энтропии (1877г).
Дело в том, что при объединении большого числа частиц (″коллектива″
порядка числа Авогадро - 6,02⋅1023) независимо от их начального состоя-
ния и при достаточной длительности процесса система перейдет в состоя-
ние с максимальной неупорядоченностью. Что следует понимать под ″по-
рядком″ или ″беспорядком″ системы? Больцман трактовал степень неупо-
рядоченности системы как число способов (вариантов) реализации данно-
го состояния системы. Так, полный ″порядок″ осуществляется в кристал-
ле, состоящем из одинаковых атомов и находящемся при абсолютном ну-
ле температуры. В данном случае все атомы прочно закреплены в опреде-
ленных местах (колебания атомов отсутствуют) и сколько бы раз мы не
″фотографировали″ кристалл, получится одна и та же ″фотография″. Это и
есть один способ реализации данного состояния системы.
      Другое дело, если в кристалле появились ″чужие″ атомы. Тогда их
расположение в кристалле может быть различным как по отношению друг
к другу, так и к основным (″родным″) атомам кристалла. Естественно, что
чем больше будет атомов второго компонента, тем больше будет способов
размещения их в матрице кристалла (способов реализации данного со-
стояния системы) и тем больше различных ″фотографий″ мы могли бы
сделать, пока не исчерпали бы все возможные расположения ″своих″ и
″чужих″ атомов. При этом макросостояние системы при данной концен-
трации остается одним и тем же (остается постоянным давление, темпера-
тура, объем и т.д.).
      Степень неупорядоченности кристалла также будет возрастать с по-
вышением температуры, так как это вызовет колебание атомов вокруг по-
ложения равновесия и число микросостояний также будет расти. Легко
можно представить, как резко возрастет энтропия системы при плавлении
кристалла: атомы получат свободу перемещения относительно друг друга
и ″беспорядок″ увеличится. Еще более резкий скачек энтропии должен на-
блюдаться при переходе жидкости в пар, т.к. при этом атомы практически
полностью освобождаются от взаимного влияния и возможностей для
″беспорядка″ становится гораздо больше.