Протекания процессов в изолированных системах

ЭНТРОПИЯ И НАПРАВЛЕНИЕ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО

Рассмотрим какую-либо изолированную систему (). Тогда уравнение II закона термодинамики (49) запишется:

. (50)

(знак неравенства относится к необратимым самопроизвольно протекающим процессам, знак равенства характеризует термодинамическое равновесие)

Запишем условие самопроизвольного протекания процесса.

; .

Видим, таким условием является возрастание энтропии системы . Рост энтропии прекратится, когда энтропия системы станет максимальна.

По соотношению (50) можно определить для изолированной системы:

1. пойдет реакция или нет;

2. максимальный выход (исходя из условия термодинамического равновесия);

3. скорость протекания реакции.

Постулат Клаузиуса о тепловой смерти вселенной: Клаузиус пришел к выводу, что все процессы, протекающие в природе, сопровождаются возрастанием энтропии. Поэтому энтропия вселенной (мира) непрерывно возрастает и как только достигнет своего максимального значения, установится состояние термодинамического равновесия, т.е. наступит тепловая смерть вселенной.

Однако, придя к такому выводу, Клаузиус допустил ошибку, так как сформулированное соотношение справедливо для изолированных систем, в то время как вселенная безгранична. Поэтому постулат неверен.

Свойства энтропии:

1. энтропия является функцией состояния системы, следовательно, аддитивная величина, т.е. энтропия системы равна сумме энтропий ее составных частей;

2. изменение энтропии при обратимом процессе не зависит от пути перехода и определяется только значением энтропии начального и конечного состояния. Т.е. для энтропии

;