Энтропия.

В термодинамике для характеристики состояния рабочего тела наряду с параметрами p, v, T, u, iшироко пользуются ещё одним параметром состоянии газа, называемым энтропиейи обозначаемым буквой s. Этот параметр, так же как и I, вводят чисто математическим путём и он не может быть измерен при помощи какого-либо прибора.

Изменение энтропии газа в процессе ∆s, а следовательно, и сама энтропия s не зависит от характера процесса изменения состояния идеального газа, а определяется только начальным и конечным состоянием рабочего тела, т. е. энтропия s действительно является параметром состояния и может быть выражена как функция любой пары из трёх основных параметров состояния газа s =f₁(T, v); s = f₂(T, p); s=f₃(p, v).

В Ts-диаграмме (рис.4.) площадь, ограниченная кривой процесса 1-2, отрезком оси абсцисс 3-4 и двумя крайними ординатами процесса 1-4 и 2-3, измеряет количество тепла q процесса.

Если в процессе изменения состояния газа энтропия уменьшается (∆s<0), то это значит, что тепло отводится от газа, и наоборот, если энтропия возрастает (∆s>0), то это значит, что тепло сообщается газу в процессе. При этом количество сообщаемого или отнимаемого тепла графически определяется размером площади под кривой процесса в Ts-диаграмме. В этом и состоит важнейшее практическое применение параметра энтропии s, которое позволяет упростить и в то же время сделать более наглядным исследование различных процессов изменения состояния газа. Для примера предоставлены изохорные и изобарные процессы в TS - диаграмме.

В Ts-диаграмме изохорный процесс изображается логарифмической кривой, направленной выпуклостью к оси абсцисс. Процесс 1 – 2v , будет соответствовать процессу нагревания газа, а процесс 1 – 2¹v – процессу охлаждения газа (рис. 5).

В процессе 1 – 2v энтропия возрастает, следовательно, тепло сообщается газу, который нагревается. В процессе же 1 – 2¹v наоборот. Площадь под кривой процесса графически изображает количество тепла q_v.

Уравнение изобары в Ts-диаграмме также изображается логарифмической кривой, направленной выпуклостью к оси абсцисс (см. рис. 5).

В процессе 1 – 2p энтропия возрастает. Это означает, что к газу подводится тепло, и, следовательно, это процесс расширения. В процессе 1 – 2¹р происходит сжатие, так как тепло отводится (энтропия уменьшается). Площадь под кривой процесса графически изображает количество тепла q_p.

В Ts-диаграмме изохора круче изобары.