15.04 ТЕМА: ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ. ЕНТРОПІЯ

Другий закон (друге начало) термодинаміки:

– Неможливо здійснити такий періодичний процес, єдиним наслідком якого було б повне перетворення на роботу теплоти, отримуваної від нагрівача (формулювання Кельвіна).

– Неможливий процес, єдиним результатом якого є передача енергії у формі теплоти від менш нагрітого тіла до більш нагрітого (формулювання Клаузіуса).

– Вічний двигун другого роду неможливий, тобто двигун, ККД якого при перетворенні теплоти на роботу дорівнює 100 % (формулювання Карно).

Упорядкований рух може переходити в неупорядкований спонтанно (природний процес) – це, наприклад, перетворення механічної енергії на теплову. Зворотний процес спонтанно відбуватися не може (необоротний процес), але він можливий за умови виконання роботи зовнішніми силами.

Друге начало термодинаміки визначає спрямованість процесу, його ймовірність. Імовірність події вимірюється відношенням кількості способів її здійснення до кількості способів здійснення всіх можливих подій.

Ентропія

Це функція, що характеризує міру хаотичності в системі, яка перебуває у стані, імовірність здійснення якого ω. При цьому ентропія пропорційна логарифму ймовірності: S = k∙lnω.

Якщо стан системи установлюється єдиним способом, його ймовірність ω = 1, а ентропія S = k∙ln1 = 0.

У такій термінології друге начало термодинаміки формулюється так:

– Можливі лише такі процеси, за яких ентропія не змінюється або зростає:

ΔS ≥ 0 (нерівність Клаузіуса).

Дом.завдання: https://www.youtube.com/watch?v=TUr9YEJKKDY

  опрацювати конспект