Изменение энтропии.

может либо возрастать (в случае необратимых процессов) либо оставаться постоянной (в случае обратимых процессов).

Поскольку dS и имеют один и тот же знак, то по характеру изменения энтропии можно судить о направлении процесса теплообмена. При нагревании тела >0 и его энтропия возрастает dS >0, при охлаждениии

энтропия тела убывает dS <0.

Изоэнтропийным называется процесс, протекающий при постоянной энтропии (S = const).

В обратимом адиабатическом процессе , так что и

S = const, поэтому адиабатический процесс является изоэнтропийным.

Рассмотрим для примера идеальный газ, который совершает равновесный переход из состояния 1 в состояние 2. Изменение его энтропии

Используя

Изменение энтоопии в пооиессах идеального газа

43.Статистическое толкование энтропии.

Термодинамическая вероятность W состояния тела или системы это число способов, которыми может быть реализовано данное конкретное термодинамическое состояние (макросостояние). Иначе говоря, это число всевозможных микрораспределений частиц по координатам и скоростям (микросостояний), которыми может быть осуществлено данное макросостояние.

Формула Больцмана ,где k - постоянная Больцмана.

Энтропия системы определяется логарифмом числа микросостояний, с помощью которых может быть реализовано данное макросостояние.

Энтропия является мерой неупорядоченности системы, - чем больше число микросостояний, реализующих данное макросостояние, тем больше энтропия.

44.Принцип возрастания энтропии.

Все процессы в замкнутой системе ведут к увеличению её энтропии. В замкнутой системе идут в направлении от менее вероятных состояний к более вероятным, до тех пор, пока вероятность состояния не станет максимальной. В состоянии равновесия - наиболее вероятного состояния системы - число микросостояний максимально, при этом максимальна и энтропия.

45.Второе начало термодинамики.

Любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия системы при этом возрастает (закон возрастания энтропии).

Первое начало термодинамики выражает закон сохранения и превращения энергии применительно к термодинамическим процессам.

Второе начало термодинамики определяет направление протекания термодинамических процессов, указывая, какие процессы в природе возможны, а какие - нет.

Существуют ещё две формулировки второго начала термодинамики, эквивалентных закону возрастания энтропии:

1) по Кельвину: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу;

2) по Клаузиусу: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к телу более нагретому.

46.Третье начало термодинамики.

Третье начало термодинамики - теорема Нернста-Планка

- постулирует поведение термодинамических систем при нуле Кельвина (абсолютном нуле): энтропия всех тел в состоянии равновесия стремится к нулю по мере приближения температуры к нулю Кельвина.

Теплоемкости и при T=0 K равны нулю, поскольку

47.Тепловые двигатели и холодильные машины.

Тепловой двигатель - это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет полученной извне теплоты.

Термостатом называется термодинамическая система, которая может обмениваться теплотой с телами практически без изменения собственной температуры.

Рабочее тело - это тело, совершающее круговой процесс и обменивающееся энергией с другими телами.

Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой , называемого нагревателем, за цикл отнимается количе­ство теплоты , а термостату с более низкой температурой называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты , при этом совершается работа A=

Термический КПД двигателя

Чтобы КПД был равен 1, необходимо, чтобы , а это запрещено вторым началом термодинамики.

Процесс, обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холодильной машине: от термостата с более низкой температурой за цикл отнимается количество теплоты и отдается термостату с более высокой температурой . При этом Q= = А или + А.

Количество теплоты , отданное системой термостату , больше количества теплоты полученного от термостата на величину работы, совершенной над системой.

Эффективность холодильной машины характеризует холодильный коэффициент - отношение отнятой от термостата с более низкой температурой количества теплоты к работе A , которая затрачивается на приведение холодильной машины в действие

48.Теорема Карно

Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей и холодильников , наибольшим КПД обладают обратимые машины. При этом КПД обратимых машин, работающих при одинаковых температурах нагревателей и холодильников, равны друг другу и не зависят от природы рабочего тела, а определяются только температурами нагревателя и холодильника.

49.Цикл Карно.

Наиболее экономичный обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат.

Рассмотрим прямой цикл Карно, в котором в качестве рабочего тела используется идеальный газ, заключенный в сосуд с подвижным поршнем.

Последовательные термодинамические процессывцикле Карно1-изотепма-2-адиабата-3-изотепма-4-адиабата-1:

Работа, совершаемая в результате кругового процесса

А= =

Для адиабат 2-3 и 4-1 равнения Пуассона откуда

Используя это, термический КПД цикла Карно

действительно определяется только температурами нагревателя и холодиль­ника.