Энтропия

Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии системы (?7) при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил (А) и количества теплоты (()), переданного системе:

Если внешние силы никакой работы не совершают, то При этом, как известно,

где с - удельная теплоёмкость системы; т - масса; Т - первоначальная температура; Т2 - конечная температура. Поскольку температура Т идеального газа пропорциональна средней кинетической энергии (Ек) его молекул:

где А- - постоянная Больцмана (А = 1,38-10 Дж/К), то можно утверждать, что внутренняя энергия увеличивается за счёт превращения подводимого тепла в кинетическую энергию молекул.

Если, наоборот, вся подводимая теплота расходуется на преодоление внешних сил, которые, при этом, совершают отрицательную работу (например, при расширении газа с неизменной температурой в воздушном шаре под лучами солнца):

то внутренняя энергия системы при этом не изменится:

но, тем не менее, состояние системы станет другим. Молекулы газа после его расширения получат возможность более свободно перемещаться в пространстве - возрастёт беспорядок их движения. При этом часть энергии газа потеряет возможность производить работу (обесценится), гак как некоторая работа но расширению газа окажется уже произведённой. В этом случае говорят, что возросла энтропия (5!) газа, являющаяся мерой его беспорядка и обесцененной энергии. Количественное изменение этой энтропии (Д5) определяется отношением подведённого количества теплоты (Д(>э) к абсолютной температуре:

Таким образом,

Для абсолют ного значения энтропии

При этом величину (^-) называют энтропийной энергией:

Другими ?гримерами возрастания энтропии и энтропийной энергии при постоянной температуре могут служить превращение воды в пар при 100°С или превращение льда в жидкость при температуре 0°С.

Изменение температуры ???обой системы также приводит к изменению энтропии. Для идеальною газа зависимость изменения энтропии от изменения температуры и объёма выглядит следующим образом:

или в дифференциальной форме:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >