Физическая и коллоидная химия. Михеева Е.В - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

22
Физический смысл энтропии
Второе начало термодинамики – это обобщение наблюдений о том,
что в теплоту превращаются любые виды энергии в эквивалентных ко-
личествах, тогда как теплоту в другие виды энергии в эквивалентных
количествах превратить нельзя (из теплоты нельзя получить эквива-
лентное количество работы). При превращении теплоты в работу какое-
то количество теплоты всегда будет рассеиваться в окружающую среду.
В связи с этим внутреннюю энергию изолированной системы рас-
сматривают как сумму свободной и связанной энергий. Свободная энер-
гией – это та часть внутренней энергии, которая способна превращаться
в полезную работу. Связанная энергия – это та часть внутренней энер-
гии, которая рассеивается в виде теплоты и никогда, ни при каких усло-
виях не может превратиться в работу.
Мерой связанной энергии является энтропия. Величина энтропии
является критерием работоспособности изолированной системы: чем
больше S, тем больше связанная энергия (TS), и меньше свободная
энергия (так как их сумма – величина постоянная), тем меньше работо-
способность системы.
Энтропия характеризует интенсивность броуновского движения
частиц и меру беспорядка в системе и возрастает при любых процессах,
связанных с увеличением интенсивности движения частиц и хаотично-
сти их расположения в пространстве (повышение температуры, смеше-
ние, испарение, плавление, диссоциация молекул и т.д.).
Статистическая природа второго
начала термодинамики
Физический смысл энтропии объясняет и уравнение Больцмана, в
котором абсолютная энтропия связана с термодинамической вероятно-
стью процесса:
lnkS
, (1.34)
где S – абсолютная энтропия, k – постоянная Больцмана; ω – тер-
модинамическая вероятность процесса (число микросостояний, с помо-
щью которых осуществляется данное макросостояние).
Из уравнения (1.34) следует, что:
–энтропия является мерой термодинамической вероятности про-
цесса;
–энтропия является мерой неупорядоченности (беспорядка) в сис-
теме, поскольку, термодинамическая вероятность тем выше, чем больше
беспорядка в системе.

Страницы