Оглавление:
Изменение энтропии при необратимых процессах
- Докажем основную теорему, связанную с любой адиабатикой в процессе теплоизоляции энтропия системы увеличивается (или, в крайнем случае, не изменяется. Обратимый процесс можно рассматривать как предельный случай необратимого.
Теорема, доказанная в § 28, является частным случаем этой теоремы. Доказательство может быть выполнено путем обобщения вывода§ 28 и учета неравновесного состояния по пути, указанному в§ 29. Предполагается, что система является термически равномерной. Сначала система вычисляет определенное значение величины 11>, внешние и внутренние параметры a! Предполагается, что находится в неравновесном состоянии, вообще говоря, характеризующемся * \ J 1.
Утверждается, что любая замкнутая термодинамическая система, для которой внешние условия остаются неизменными, с течением времени переходит в равновесное состояние, в котором прекращаются все макроскопические процессы. Людмила Фирмаль
Энтропия системы в этом состоянии равна s⁽I1= S (Åa>, a’1).Над. Итак, если происходит адиабатическое разделение, то внешний параметр a изменяется, в системе происходит необратимый процесс, и, в общем случае, она также переходит в неравновесное состояние, характеризующееся значениями E ^ r>, a1′, «энтропии s» = S. (E)1、 ’、£’）.
В этот момент вводится дополнительное поле, которое характеризуется таким значением, что значение внутреннего параметра 5 * * * оказывается равновесным значением, соответствующим этому полю. После этого начинается равновесие, и энтропия по-прежнему равна 5″’, а§ 29, поскольку она определена в А, имеет значение 5/’.
Энергия E*, 2>зависит от E, 2>и потенциальной энергии. P 1> = — S * * ^ * * равно силовому полю, таким образом E * w = Ew-Z ’ a ’ * * 1、 Включение поля должно быть сделано «немедленно«.Точнее, время включения поля должно быть меньше времени, в течение которого параметры изменяются в ходе необратимого процесса.
- То есть параметр должен быть равен E , а x изменяется от нуля до Xk. In в этом случае работа, выполняемая системой при включении поля, фактически выполняется в константе После этого равновесная система преобразуется в состояние, характеризующееся значением= a}1 и значением= r при квазистатических адиабатических изменениях a и x, а грязное значение E1 преобразуется в состояние, характеризующееся значением = a} 1.
Равновесное значение. С этим адиабатическим квазистатическим перходом энтропия системы не изменяется и остается такой же, как Sw. НАКО ПЭТ «мгновенно» отключает силовое поле (в предыдущем смысле). в этом случае система выполняет свою работу, в результате чего система находится в неравновесном состоянии state. In это состояние, значение aₜ, g такое же, как и в начале процесса (a? ’, Е 1’).
Фундаментальным для классической термодинамики является понятие термодинамического равновесия, которое тоже плохо поддаётся логическому определению и формулируется как обобщение экспериментальных фактов. Людмила Фирмаль
Энергия состояния обозначается через E’, а энтропия равна(по определению) E= 5 (E 3>и 1’, E 1>). Работа, выполняемая системой в результате всех этих процессов теплоизоляции является (3.12） Эта работа не будет плюсом, потому что второй вид вечного мобиля невозможен. Е’1 ’>Е11’.Таким образом, так как (dS / dE)= i / T> 0、 S: * > = S (E s>, a’il ⁾ л ’ л > S (ем, A！1’,&*>) = s; ⁱ>, (3.13） (3.14） Доказана его теорема.
Учитывая равенство(3.6), можно записать изменение энтропии в процессе теплоизоляции: dQ = dE + 2 A/, daₖ= 0. Производная внутреннего параметра по времени равна d%ₕ / dt. Эти производные все A,» A «и»b«.Учитывая, что энтропия не может быть уменьшена в процессе теплоизоляции, получаем неравенство > 0. (3.15） Результат может быть обобщен на термически неоднородные системы(с различными температурами для каждой отдельной части), но может быть разделен на термически однородные части (по крайней мере, бесконечные).
А в процессе термоизоляции такой системы, по определению (стр. 104) энтропия, равная сумме ее энтропий, будет увеличиваться или, в крайнем случае, оставаться постоянной. Внешние, внутренние параметры, энергия, энтропия и температура термически однородной части системы обозначаются aa, E,、,、, , aa, aa, aa, aa, aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa, Aa …
Количество тепла, полученного в h-й части системы dQₕ, можно представить следующим образом: dQₕ= ^dQₕₕ Где dQᵤ-количество тепла, которое L-я часть получает от первой part. In кроме того, это понятно dQu—dQₗₕ. Изменение энтропии всей системы (3.17） (3.18） (3.19） Учитывая (3.18), формулу (3.19) можно записать в виде: 4-2 ^ «（^-^ 7）+2 3»> Кроме того, ( £ & ) α,. > 0. dQM равно 1/2 *-1 / первая сумма также положительна (или равна нулю), потому что она имеет тот же знак, что и T. Это связано с тем, что тепло перемещается от более теплого объекта к менее нагретому one. So … ДС> 0.
Смотрите также:
| Отрыв пограничного слоя | Изменение свободной энергии при необратимых процессах |
| Определение свободной энергии для неравновесного состояния | Условия равновесия системы |
