ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изменение энтропии как критерий равновесия и самопроизвольности процессов из "Химическая термодинамика" Деление всех процессов на самопроизвольно и несамопроизвольно протекающие в данных условиях, таким образом, нашло свое количественное выражение. Поскольку критерием неосуществимости процессов служит неравенство Д5 О, не может иметь место процесс, протекание которого изолированной системе связано с уменьшением энтропии. [c.87] Следует еще раз подчеркнуть, что условие А5 О, охватывающее все возможные случаи, относится только к изолированной системе в целом. В отдельных ее частях могут протекать процессы, для которых Д5 0. Иначе говоря, в неизолированной системе процессы (как необратимые, так и обратимые) могут протекать и с уменьшением энтропии. [c.87] В связи с этим следует р азличать расчеты для определения значения А5 в каком-либо процессе и расчеты для определения осуществимости процесса. В первом случае речь идет о нахождении А5 только части системы, а во втором — всегда о А5 в изолированной системе (которая лишь при отсутствии,-теп-лообмена является рабочей системой). [c.87] Таким образом, поставленная задача — найти функцию, выражающую одностороннюю направленность протекающих в системе процессов, решена. Мерой необратимости процессов является энтропия. Неизменность же энтропии при обратимых процессах лишь подтверждает тот факт, что эта функция характеризует неравноценность состояний системы в любой момент необратимого процесса в любые два момента обратимого процесса, протекающего в изолированной системе, ее состояния с точки зрения возможности дальнейших изменений равнозначны друг другу, так как работоспособность системы не изменяется. [c.87] Это обстоятельство можно подтвердить следующим примером. [c.87] Переход теплоты от горячего тела к холодному необратим. Поэтому приращение количества теплоты в системе, происходящее при низкой температуре, более необратимо, чем при высокой температуре. Действительно, используя систему, где произошел второй процесс, в качестве теплоотдатчика, а ту систему, где имело место изменение при более низкой температуре, в качестве теплоприемника (при условии, что обе системы изолированы от внешней среды), можно совершить между ними цикл Карно и получить некоторую работу. В то же время процесс при прочих равных условиях тем более необратим, чем больше передается теплоты, так как не только теплота переходит от высшего уровня к низшему, но и все виды энергии гри всяком процессе стремятся перейти в теплоту, что также необратимо. Если сопоставить эти рассуждения с уравнениями, определяющими Л5, то утверждение, что энтропия является мерой необратимости процесса, станет очевидным. [c.87] Теперь ясно, почему функция 5 была введена нами именно для обратимых процессов и лишь после этого распространена на процессы необратимые. [c.88] Таким образом, величина oQ/T является полным дифференциалом, поэтому справедливо соотношение (IV, 6), и тем самым доказано существование функции S для идеального газа. [c.89] Для того чтобы обобщить (IV, 6) на любое вещество, можно обратиться к теоремам Карно — Клаузиуса и Карно, т.е. повторить ранее приведенный ход рассул дений либо, что проще, воспользоваться следующим рассуждением. [c.89] Тем самым существование функции S доказано для любого вещества. [c.89] Означает ли это, что второе начало является следствием первого Разумеется, нет, потому что приведенный ход доказательств требует введения понятия об обратимости и необратимости процессов. Доказательство же роста энтропии при необратимых процессах в изолированной системе, а это и составляет содержание второго начала, может быть дано только с помощью рассуждений, не вытекающих из первого начала. [c.89] Решение. Удобство такой замены заключается в том, что при необратимом теплообмене значение температуры системы становится неопределенным. В то же время эта замена не может привести к искажениям, так как неравенства, которыми выражается Д5 системы при необратимых процессах, при замен Т раб. сист на Гтепл.ист усиливаются. Действительно, когда система получает теплоту, то в знаменателе правой части неравенств оказывается увеличенная температура при отдаче теплоты, хотя Гтепл. ист Грав. сист, но так как (Э меньше нуля, алгебраически правая часть неравенства опять-таки уменьшится. [c.90] Пример 7. Имеется два куска металла. Показать, что при их соприкосновении процесс выравнивания их температур необратим. [c.90] Вернуться к основной статье