Энтропия как мера неупорядоченности системы

Энтропия является мерой неупорядоченности системы. В принципе ее можно вычислить (иногда так поступают и на самом деле) по числу различных микроскопических способов построения той же самой наблюдаемой ситуации. Абсолютные энтропии, получаемые на основании третьего закона термодинамики из чисто термохимических измерений, хорошо согласуются с больцмановской статистической оценкой энтропии для различных веществ. [c.83]

ЭНТРОПИЯ — 1) в физике одна из величин, характеризующих тепловое состоя)1ие тела или системы тел энергия, необратимо рассеивающаяся в тепловой форме в окружающую среду с невозможностью повторного использования в более широком смысле — мера неупорядоченности системы (см.), степень хаоса при всех процессах, происходящих в замкнутой системе, энтропия или возрастает (необратимые процессы), или остается постоянной (обратимые процессы) функционирование техносферы (см.) имеет прямым следствием рост энтропии 2) в теории информации мера неопределенности ситуации с конечным или четным числом исходов, например опыт, до проведения которого результат в точности неизвестен. [c.409]

Способов непосредственного измерения энтропии не существует (следовательно, нет и измерительных приборов для этой цели) количественное значение энтропии может лишь косвенно вычисляться. Это обстоятельство, очевидно, и является причиной того, что физический смысл энтропии проявляется недостаточно четко, затрудняется ее восприятие. Известная наглядность энтропии дается в статистической физике, где она, определяется как величина, характеризующая меру неупорядоченности системы. При отнятии тепла от системы (при постоянном объеме или давлении) происходит уменьшение ее энтропии, при этом упорядоченность системы повышается. Газ становится более плотным, затем конденсируется и переходит в жидкую фазу, где хаотичность движения молекул меньше, чем в газовой фазе. При дальнейшем отнятии тепла и понижении температуры жидкость отвердевает, тепловое движение частиц, создающее неупорядоченность, становится значительно меньше, соответственно происходит дальнейшее уменьшение энтропии. [c.8]

В дальнейшем понятие энтропии развивалось и расширялось. Оно вышло за пределы термодинамики и приобрело другую трактовку. В настоящее время энтропия трактуется как мера неупорядоченности состояния системы. [c.38]

По-видимому, лучше всего для объяснения понятия энтропии словами сказать, что энтропия есть мера неупорядоченности системы, или количества энергии, недоступной для использования. [c.159]

Изложенное означает, что энтропия — мера неупорядоченности состояния системы. Действительно, она растет не только с повышением температуры, но и при плавлении (и сублимации) твердого вещества, при кипении жидкости, словом, при переходе вещества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией (рис. 16). Сопровождаются ростом энтропии и процессы расширения (например, газа) и растворения кристаллов, и химическое взаимодействие, протекающее с увеличением объема (например, диссоциация соединения), когда вследствие роста числа частиц неупорядоченность возрастает. Наоборот, все процессы, связанные с увеличением упорядоченности, — охлаждение, отвердевание, конденсация, сжатие, кристаллизация из растворов, химическая реакция, протекающая с уменьшением объема (например, полимеризация), — сопровождаются уменьшением энтропии. [c.38]

Статистический характер энтропии позволяет толковать ее как меру неупорядоченности системы. Полный порядок в системе наблюдается, когда положение каждого объекта, составляющего систему, строго определено, следовательно, может быть только одно микросостояние, соответствующее макросостоянию системы Наибольший беспорядок наблюдается у газообразных веществ Для них термодинамическая вероятность и, следовательно, энтро ПИЯ наибольшие. Порядок увеличивается при переходе к жидко сти и. еще больше — к кристаллу. Если рассматривать идеаль ный кристалл, т. е. кристалл без дефектов и посторонних вклю чений, при абсолютном нуле температуры, то частицы занимают в нем строго определенное положение и данному макросостоянию соответствует одно микросостояние. Это значит, что термодинамическая вероятность равна единице, а энтропия нулю. Это из- [c.44]

Таким образом, энтропия отражает движение частиц и является мерой неупорядоченности системы. В системах, в которых АН=0 (т. е. не происходит никаких энергетических изменений), самопроизвольно протекают процессы в сторону большего беспорядка, т. е. увеличения энтропии. Обычно говорят об изменении энтропии А8=3,,—5/, тогда Д5>0. [c.133]

Для определения направления обратимых химических процессов, константы равнове ия и других термодинамических характеристик помимо энтальпии необходимы и другие функции состояния системы энтропия 5 и энергия Гиббса О . Энтропия является мерой неупорядоченности системы и равна [c.64]

Мольная энтропия пара всегда больше, чем энтропия жидкости, с которой пар находится в равновесии, а мольная энтропия жидкости всегда больше, чем энтропия твердого вещества в точке плавления. Согласно представлению об энтропии как о мере неупорядоченности системы (разд. 2.9), молекулы газа располагаются более беспорядочно, чем молекулы жидкости, а молекулы жидкости более неупорядоченны, чем молекулы твердого тела. [c.52]

Энтропия 8, так же как внутренняя энергия и, энтальпия Н, объем V и др., является свойством вещества, пропорциональным его количеству. 8,и,Н,У обладают аддитивными свойствами, т.е. при соприкосновении системы суммируются. Энтропия отражает движение частиц вещества и является мерой неупорядоченности системы. Она возрастает с увеличением скорости движения частиц при нагревании, испарении, плавлении, расширении газа, при ослаблении или разрыве связей между атомами и т.п. Процессы, связанные с упорядоченностью системы конденсация, кристаллизация, сжатие, упрочнение связей, полимеризация и т.п. - ведут к уменьшению энтропии. Энтропия является функцией состояния, т.е. ее изменение (Д8) зависит только от начального (8 ) и конечного (82) состояния и не зависит от пути процесса, [c.27]

В основе теплового закона лежат следуюш,ие соображения. При статистической трактовке энтропии (как меры неупорядоченности системы) упоминалось, что с понижением температуры уменьшается степень беспорядка. При охлаждении тела постепенно замирают все виды теплового движения частиц поступательного, вращательного, колебательного. Этот процесс сопровождается фазовыми переходами чем ниже температура, тем сильнее проявляется тенденция к состоянию с наинизшей энергией. Препятствием для полной упорядоченности системы является тепловое движение частиц, которое может быть полностью устранено лишь при абсолютном нуле Логично предположить, что это состояние соответствует наинизшему возможному значению энтропии системы. Как будет вести себя такая система, если изменять ее состояние при абсолютном нуле, например, осуществлять сжатие или какой-либо иной процесс Основываясь на опытных данных, [c.11]

Поэтому в открытых системах, которые во всяком случае при dS <0 являются неравновесными, -может в целом или локально возрастать упорядоченность (энтропия — мера неупорядоченности, dS kin W), т. 0. возникать и существовать без нарушения второго закона термодинамики новые структуры, некоторые из которых могут оказаться устойчивыми [81. [c.79]

Энтропия является функцией состояния, так как, подобно внутренней энергии и энтальпии, зависит только от конечного и начального состояний и не зависит от пути процесса. Она может вместе с этим служить мерой неупорядоченности системы, так как связана с вероятностью. [c.129]

Энтропия по своему физическому смыслу является мерой неупорядоченности системы, ее молекулярного хаоса. Энтропия возрастает во всех процессах, сопровождающихся усилением беспорядочного движения молекул (сублимация, испарение, плавление и т. д.), во всех химических реакциях, в которых образуются газообразные продукты или увеличивается их количество. [c.138]

Энтропия возрастает вместе со сложностью порядка, с помощью которого реализуется макросостояние. Но чем сложнее порядок, тем труднее его воспринимают, тем чаще его называют неупорядоченностью или беспорядком. Поэтому часто говорят, что энтропия — мера неупорядоченности, хаотичности системы. [c.52]

Такое определение статистического аналога энтропии менее точно, чем выражение (2.6), однако позволяет представить физический смысл этой величины как меры неупорядоченности системы . [c.92]

Это соотношение означает, что энтропия есть мера неупорядоченности системы стремление энтропии к росту связано с тенденцией системы перейти в состояние с большей термодинамической вероятностью, т. е. менее упорядоченное. Примеры перехода систем в наиболее вероятное состояние показаны на рис. 1. [c.10]

Молекулярно-статистический анализ понятия энтропии позволил сделать важный вывод энтропия представляет собой меру неупорядоченности системы. Состояние, в котором молекулы в каждый данный момент размещены беспорядочно, можно осуществить большим числом способов, чем состояние, в котором [c.56]

В открытых системах, которые, во всяком случае при dS <0, являются неравновесными, может в целом или локально возрастать упорядоченность (энтропия — мера неупорядоченности, dS = k n W). Для них обмен энергией и веществом является необходимым элементом существования. Химические реакции в таких системах изучает неравновесная химическая кинетика. Эволюция систем, в которых протекают химические реакции, сопряженные с процессами типа диффузии, описываются нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных. [c.9]

Статистическую энтропию системы мы интерпретируем как меру неупорядоченности системы и вместе с тем как меру структурной организованности системы. При этом максимум статистической энтропии (равномерное распределение) соответствует низшей степени организованности. [c.20]

В разд. 2.2 мы познакомились с энтропией как с мерой неупорядоченности системы, теперь же нас особенно интересует вопрос, при каких условиях энтропия системы может уменьшаться. Ответ на этот вопрос заключается в фундаментальных зависимостях [c.26]

Энтропия — мера неупорядоченного состояния внутренней энергии системы, т. е. в каждый данный момент она определяет степень хаотичности системы. Величина энтропии определяет ту часть, внутренней энергии системы, которая не может быть превращена в работу. Из второго закона термодинамики следует, что можно с большой вероятностью предсказать направление протекания определенного процесса (например, химической реакции) в системе. Однако измерить изменение энтропии в системе и окружающей среде не всегда просто. [c.78]

Смысл понятия энтропия (быть может, не совсем точно, но вполне удовлетворительно для данного контекста) можно сформулировать так энтропия — это мера неупорядоченности системы. Чем неупорядоченнее система, тем больше вероятность ее сушествования и тем выше энтропия, Аналогичным образом энтропия связана с пространственной свободой атомов и молекул. [c.60]

Когда энтропия выводится из второго закона термодинамики, она не получает очевидной интерпретации на молекулярном уровне. Однако австрийский физик Людвиг Больцман (1844-1906) показал в 1877 г., что энтропия имеет основополагающее значение для понимания молекулярных явлений она является мерой неупорядоченности в молекулярной системе. Больцман показал, что энтропия 5 связана с числом различных микроскопических способов реализации конкретной макроскопически определенной и наблюдаемой ситуации. Если число эквивалентных способов реализации некоторой ситуации равно IV, то энтропия пропорциональна логарифму числа У [c.55]

Энтропия системы как мера неупорядоченности растет при увеличении количества молей вещества (числа молей), тем более что полученные вещества находятся в газообразном состоянии. [c.49]

Энтропия как мера неупорядоченности в системе. На примерах фазовых превращений (см. 2.4) было показано, что знак величины Л5 в уравнении (2.11) определяется знаком теплоты фазового превращения. Если Д/У> О, то и А5> 0. Увеличение энтропии связано с усилением хаотического движения молекул. Следовательно, рост энтропии связан с увеличением неупорядоченности в системе. Чем больще хаос, тем больше энтропия. [c.41]

Таким образом, энтропия системы возрастает параллельно увеличению неупорядоченности ее молекулярного состояния независимо от того, с чем эта неупорядоченность связана то ли с поглощением теплоты, то ли с превращением упорядоченной энергии в теплоту. Следовательно, энтропию можно рассматривать с качественной точки зрения как меру неупорядоченности молекулярного состояния системы. Таким образом, одно из основных термодинамических свойств молекулярной системы — ее энтропия — оказывается связанной с микроскопическими характеристиками составляющих систему частиц. [c.177]

Таким же образом происходит увеличение беспорядка при процессах возгонки, испарения, диссоциации и, как показывает опыт, все самопроизвольные процессы в изолированных системах протекают в сторону увеличения беспорядка. Критерием направленности процесса может служить степень неупорядоченности системы. Мерой этой неупорядоченности является функция 5, которая называется энтропией. Энтропия связана с термодинамической вероятностью реализации данного состояния соотношением [c.210]

Теперь уместно вернуться к вопросу о качественной трактовке энтропии системы как меры неупорядоченности ее состояния ( 1 гл. VI). Исходя из представлений, изложенных в настоящем параграфе, количественной мерой неупорядоченности является термодинамическая вероятность или число микросостояний. С этой точки зрения изменения, происходящие в системе в связи с поглощением теплоты — нагревом, плавлением, испарением и т. д., также можно рассматривать, как связанные с увеличением Ц , т. е. увеличением числа микросостояний, соответствующих новому макросостоянию, например, жидкости по сравнению с кристаллом. Следовательно, формулу Больцмана можно применять и для расчета изменения энтропии системы в процессах, связанных с теплообменом. [c.191]

Изложенное означает, что энтропия является мерой неупорядоченности состояния системы. Энтропия растет не только с повышением температуры, но при переходе вешества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией, например при плавлении (и возгонке) твердого вещества, при кипении жидкости. Ростом энтропии сопровождаются и процессы расширения газа, растворения кристаллов, химическое взаимодействие, протекающее с увеличением объема, например диссоциация соединения, когда вследствие роста числа частиц их неупорядоченность возрастает. Наоборот, все процессы, связанные с увеличением упорядоченности системы, такие как охлаждение, отвердевание, конденсация, сжатие, кристаллизация из растворов, химическая реакция, протекающая с уменьшением объема, например полимеризация, сопровождаются уменьшением энтропии. Возрастание энтропии вещества при повышении температуры иллюстрирует рис. 2.5. Влияние давления на энтропию можно показать на следующем примере при Т - 500 К и р-101 кПа энтропия аммиака составляет 212 Дж/(моль К), при 7 -500 К и р-30300 кПа эта величина равна 146 Дж/(моль-К), т. е. с увеличением давления энтропия снижается, но незначительно. [c.189]

Итак, энтропия S является мерой неупорядоченности состояния системы. Связь энтропии с неупорядоченностью состояния можно показать на многих примерах. Воспользуемся стандартными энтропиями 5 при 298 К, чтобы показать, как изменяется энтропия с ростом неупорядоченности состояния [c.106]

Величину 5 можно рассматривать как меру неупорядоченности состояния системы (вещества). Иными словами, энтропия является количественной мерой беспорядка. Чем выше беспорядок в системе, тем выше энтропия системы. И наоборот, чем выше порядок в системе, тем ниже ее энтропия. Чем тверже вещество, тем меньше его энтропия. Так, например, при комнатной температуре энтропия алмаза равна 0,6 э. е., а для графита 1,4 э. е. [c.207]

Энтропию системы S можно рассматривать как меру неупорядоченности ее состояния. Энтропия связана с термодинамической вероятностью реализации данного состояния вещества соотношением [c.97]

Уравнение (17.6) полностью определяет изменение энтропии в математическом отношении, однако следует разобраться в физическом смысле этой вновь введенной функции состояния. Энтропия системы является мерой неупорядоченности ее состояния. Согласно уравнению (17.6), это означает, что если в систему поступает тепловая энергия, она обусловливает повышение неупорядоченности. [c.314]

Чтобы понять, как энтропия системы характеризует ее неупорядоченность, приведем такой пример. Допустим, что мы поместили в коробку 100 маленьких шариков — 50 белых и 50 черных — и что все остальные свойства этих шариков — их масса, плотность, размеры и т.п.—совершенно одинаковы. Если мы уложим эти шарики в коробке таким образом, что с одной стороны будут лежать только белые, а с другой—только черные шарики, а потом закроем коробку и как следует встряхнем ее несколько раз, мы несомненно обнаружим, что шарики полностью перемешались друг с другом. Система из перемешанных шариков имеет большую энтропию (неупорядоченность), чем система из рассортированных шариков, и крайне мало вероятно, чтобы продолжительное встряхивание смогло восстановить первоначальное высокоупорядоченное состояние этой системы. Таким образом, возрастание энтропии означает не что иное, как уменьшение порядка в системе или, что то же самое, возрастание неупорядоченности системы. Молекулярные системы обычно содержат неизмеримо большее число частиц, чем в рассмотренном выше примере с шариками кроме того, молекулы могут отличаться друг от друга различными признаками и взаимодействовать между собой гораздо более сложным образом, вступая в химические реакции. Тем не менее к молекулярным системам в равной мере применимо представление об энтропии как о мере неупорядоченности состояния системы. [c.314]

Энтропия вещества, как и энтальпия, является одним из его характерных свойств. Физическая суть энтропии - мера неупорядоченности системы. Системы с высокой неупорядоченностью (низкоорганизованные системы) характеризуются большими значениями энтропии низкая энтропия характерна для высокоорганизованных систем. Поэтому, если процесс сопровождается положительным изменением энтропии (А5 > 0), то член TAS дает отрицательный вклад в AG когда переходное состояние менее упорядоченно, чем исходные вещества, процесс будет стремиться проходить спонтанно. [c.110]

Энтропия — мера неупорядоченности систе.мы. Самопроиа-вольно.му протеканию процесса благоприятствует только увеличение энтропии, а следовательно, п беспорядка в системе. [c.75]

Изменение энтальннн системы АН является мерой изменения потенциальной энергии. Экзотермические процессы (с отрицательным АН) имеют тенденцию к самопроизвольному протеканию. Изменение энтропии системы AS является мерой изменения хаотичности, или неупорядоченности, системы. Процессы, сопровождающиеся повышением хаотичности системы (с положительным AS), имеют тенденцию к самопроизвольному протеканию. [c.192]

Состояние веществ и их систем характеризуют рядом параметров. Внутренняя энергия и — суммарная энергия движений, совершаемых в системе. Энтропия s представляет собой меру неупорядоченности микрочастиц в макроскопической системе веществ. Энтлльпию h получают прибавлением к внутренней энергии произведения давления р на объем v [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология