Энтропия

Энтропия

План лекции.

Энтропия.

Закон возрастания

Статистический вес.

Обращение времени.

5.Формулировка II^-го начала термодинамики.

Энтропия.

Энтропия системы определяется как: ,где k – постоянная Больцмана.

Чтобы вычислить изменение энтропии, достаточно знать отношение вероятностей.

Идеальный газ.

Для одной частицы: Для N частиц: то:

При изотермическом расширении идеального газа.

Численно совпадает с формулой ΔQ изотермического расширения идеального газа.

Квазистатический случай.

- это не то, что в реальном процессе, а то, что было бы если процесс был…

Закон возрастания энтропии.

Энтропия изолированной системы может только возрастать, по достижении максимального значения остается постоянной (не убывает). Это закон определяющий направление всех тепловых процессов в замкнутой системе. Максимально возможное значение энтропия замкнутой системы приобретает в состоянии теплового равновесия. В замкнутой системе процессы необратимы. Прокомментируем это:

Имеется два тела. Их температура одинакова.

Если первое тело теряет , то второе приобретает . Так, что

Убыль энтропии при переходе остывающего тела к упорядоченному состоянию

Статистический вес (термодинамическая вероятность). Определение энтропии через статистический вес (для неравновесной системы).

т.е. энтропия это функция состояния термодинамической системы, только для…

Обращение времен.

V1=V2=1см3, P=1атм. Число частиц в первом равно числу Авогадро делённому на количество кубических сантиметров в… Предположим, что время пошло вспять. При этом второй сосуд опустеет и в нём - вакуум. При наблюдении обратного хода,…

Все действительно фундаментальные законы симметричны относительно обращения времени.

Подобная симметрия означает, что при обращении направления движения всех частиц справедливы те же уравнения или законы. Это фундаментальный принцип симметрии.

Выводы.

Итак, первый закон термодинамики – закон сохранения энергии исключает возможность вечного двигателя первого рода, который бы совершил работу из ничего, без источника.

Второй закон термодинамики исключает возможность построения вечного двигателя второго рода – за счёт тел, находящихся в тепловом равновесии и за счёт непосредственной передачи теплоты от менее нагретого к более нагретому телу или прямого преобразования теплоты в работу.

5. Формулировка II^-го начала термодинамики.

Современная формулировка II Н Т закона возрастания энтропии гласит (формулировка Клаузиуса, который впервые ввёл понятие энтропии): В каждой изолированной макроскопической системе (за исключением Вселенной) изменение энтропии при любом реальном процессе удовлетворяет:, при этом для обратимого (равновесного) процесса: , для необратимых процессов:Необратимые процессы приводят к установлению равновесного состояния.

В этом состоянии энтропия изолированной системы достигает максимума.

Закон возрастания энтропии имеет два следствия:

Невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходит от менее нагретых тел к более нагретым (Клаузиус).

2. (Д.Томпсон, Планк) Принцип запрета вечного двигателя второго рода: невозможно получить работу за счёт систематического охлаждения одного тела без каких-либо изменений во всех других телах. Никакая тепловая машина не имеет