Энтропия. Первое начало термодинамики определяет внутреннюю энергию газа как некоторую термодинамическую функцию состояния системы

Первое начало термодинамики определяет внутреннюю энергию газа как некоторую термодинамическую функцию состояния системы.

Термодинамической функцией, независящей от пути перехода газа из одного состояния в другое, а зависящей только от начального и конечного состояния системы, является также величина, называемая энтропией S.

Изменение этой величины задается отношением отдаваемого или принимаемого тепла к температуре теплопередачи:

(2.3.1)

Для изотермического процесса в газе согласно 2.1.2

Так как температура системы пропорциональна средней кинетической энергии, приходящейся на одну степень свободы беспорядочного движения газовых молекул, то энтропия газа при температуре Т показывает число «носителей» энергии в 1 моле газа:

Нулевое значение энтропии S₀=0 соответствует состоянию газа, при котором отсутствует беспорядочное движение его молекул, что имеет место при температуре абсолютного нуля. В изолированных адиабатических процессах энтропия системы остается постоянной, так как dQ=0 и при T¹0 dS=0, т.е. S=const.

Для обратимого процесса, график которого в координатах р,V образует контур,

(2.3.2)

В случае необратимого цикла

В молекулярно- статическом смысле энтропия представляет собой величину, пропорциональную логарифму вероятности термодинамического состояния вещества S=klnW. Таким образом, энтропию системы можно рассматривать как количественную меру беспорядка в системе.

Естественные процессы стремятся перевести систему в состояние с большим беспорядком.