Энтропия

ТД-параметр состояния системы при бесконечно малом изменении называют энтропией.

Δs = ΔQ / T 49

где: Δs — изменение энтропии, Дж /(кг·К); ΔQ — изменение теплоты в процессе.

Из 49 следует, что если энтропия в каком то процессе возрастает, то к телу подводится теплота, если уменьшается — теплота отводится. Отсюда следует, что обратимый диабатный процесс - это процесс при постоянной энтропии (рис 5.3, а) Рис 5.3, б — произвольный обратимый процесс 1-2 в Ts диаграмме. Выделим из него бесконечно малый участок а-б, в котором температура практически не меняется. Изменение энтропии обозначим Δs = s_а — s_б.

Тогда из 49 теплоту можно подсчитать просуммировав все участки. Изотермический процесс (рис 5.3, в) изображают на Ts-диаграмме горизонтальной линией, а его теплоту площадью под кривой:

Q = T(s₂ — s₁) 50

Процесс 1-2, сопровождающийся подводом теплоты, т.к энтропия возрастает, - то это изотермическое расширение; процесс 2-1 — изотермическое сжатие, сопровождается отводом теплоты. Рис 5.3, г — при изобарном нагреве газа произходит подвод теплоты и энтропия возрастает.

Для обратимого бесконечно малого теплового процесса (с бесконечно малыми изменениями параметров) теплота может быть выражена через изменение энтропии ΔQ = TΔs 51

Учитывая 49, получим обобщенное выражение второго закона ТД: ΔQ ≤ TΔs 52

Для изолированной системы, в которой происходят произвольные процессы, в т.ч и необратимые, так как подвод и отвод теплоты отсутствует, т. е. Q = 0, то Δs > 0 и s₂ > s₁. Это означает, что энтропия изолированной системы, в которой происходят необратимые процессы, стремится к максимуму, который достигается при выравнивании температуры в этой системе.

Литература:

1. Лепешкин а. В., Гидравлические и пневматические системы. Главы 1 и 2.
2. Столбов Л. С., Основы гидравлики и гидропривод станков. Главы 1 и 2;

3. Егорушкин В. Е., Основы гидравлики и теплотехники Глава 1, §1 и 2.