Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Энтропия.




Первый закон термодинамики позволяет определить энергетические характеристики химических реакций, что имеет важное значение как для теории химических процессов, так и для химической технологии. Второй закон термодинамики дает возможность разделить все допускаемые первым законом термодинамики процессы на самопроизвольно и несамопроизвольно протекающие в данных условиях.

Наиболее общими формулировками второго закона термодинамики являются: постулат Клаузиуса – «невозможен самопроизвольный переход теплоты от холодного тела к горячему», а также принцип качественной неэквивалентности теплоты и работы – любая форма энергии может полностью преобразоваться в теплоту, но теплота преобразуется в иные формы энергии лишь частично.

Взаимосвязь между работой и теплотой (тепловые машины, цикл Карно) описывается уравнением:

отсюда следует:

где η – коэффициент полезного действия (КПД); А – работа, совершенная системой; Q1 – теплота, сообщенная системе при Т1 (отдаваемая нагревателем); Q2 – количество теплоты, отданное системой при Т2 холодильнику.

Из уравнения цикла Карно Клаузиус вывел понятие об энтропии как функции состояния. Математическим выражением второго закона термодинамики является неравенство Клаузиуса:

где знак равенства относится к обратимому процессу, а знак неравенства – к необратимому.

Величина dS характеризует происходящее в системе изменение. Таким образом, второй закон термодинамики устанавливает критерий направленности термодинамических процессов – «энтропия (S) изолированных систем в необратимых процессах может только возрастать, а в состоянии термодинамического равновесия она достигает максимума». В изолированной системе (V, U = const) энтропия является критерием направленности самопроизвольного процесса и состояния равновесия:

Основное свойство энтропии: в обратимом процессе при переходе системы из состояния 1 в состояние 2 изменение энтропии определяется по уравнению:

или после интегрирования:

где δQ – элементарное количество теплоты, поглощенной или выделенной при обратимом процессе. Размерность энтропии Дж/(моль·К).

В связи с тем, что энтропия является функцией состояния, ее изменение при протекании как обратимого, так и необратимого процесса одинаково, поэтому для определения конечного изменения энтропии необходимо пользоваться математическими формулами для обратимых процессов (2.5) – (2.6).

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 104. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия