Энтропия. Второе начало термодинамики

Понятие энтропии введено в 1865 году Клаузиусом. Для выяснения физического содержания этого понятия рассматривают отношение теплоты , получающей телом в изотермическом процессе к температуре теплоотдающего тела, называемое приведенным количеством теплоты.

Приведенное количество теплоты, сообщаемое телом на бесконечно малом участке процесса равно .

– функция состояния, дифференциалом которой является (приведенное количество теплоты) называется энтропией.

- неравенство Клаузиуса (при строгом равенстве для обратимых процессов, и при знаке «больше» - для необратимых).

Т.е. энтропия замкнутой системы может либо возрастать, либо оставаться постоянной.

Энтропия обладает свойством аддитивности: энтропия системы равна сумме энтропий тел, входящих в систему.

Вероятностный смысл.

Рассмотрим некоторый объем газа в сосуде. Наиболее вероятностное состояние, когда 1/3 молекулы движется по оси , 1/3 – по , 1/3 – по . Равномерное распределение молекул по всему объему.

Как оценить отклонение системы от этого состояния?

Такой характеристикой является энтропия (вероятность состояния).

Энтропия – мера неупорядоченности системы.

Используя понятие энтропии и неравенство Клаузиуса, второе начало термодинамики можно сформулировать как закон возрастания энтропии замкнутой системы при необратимых процессах: любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия системы возрастает.

Или:

В процессах, происходящих в замкнутой системе, энтропия не убывает.

Или:

Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого к более нагретому. [10, с. 689]