Возрастание энтропии при необратимых процессах

Поделив неравенство (4.31) на Т, получим неравенство Клаузиуса, которое определяет, что термодинамически необратимые процессы в изолированной системе проходят только с возрастанием энтропии. Неравенство (4.31) может быть доказано с помощью логических рассуждений при рассмотрении работы тепловой машины. [c.94]

Это неравенство для изолированной системы определяет, что спонтанные процессы в них проходят только с конечной скоростью, сопровождаемые возрастанием энтропии. Равновесные процессы протекают без изменения энтропии на каждой стадии, то есть 51=5г. Для необратимых процессов по знаку изменения энтропии можно определить тип процесса и направление его протекания. Для равновесных процессов по знаку изменения энтропии также можно предсказывать направление протекания процесса при данном изменении Р, Т и V. Так, если Д5>0, то она характеризует возможность самопроизвольного протекания процесса, при Д5< 0 возможно протекание процесса только при затрате работы. Последние процессы не могут быть осуществлены в изолированной системе и они не изучаются в термодинамике необратимых процессов и классической термодинамике. Возрастание энтропии Клаузиус распространил от изолированных систем на Вселенную и высказал предположение о возможной [c.96]

В изложенных выше рассуждениях и выводах, имевших исходным пунктом второй закон термодинамики в формулировке Клаузиуса (или В. Томсона), основное внимание уделялось коэффициенту полезного действия тепловых машин, т. е. вопросу, имеющему, казалось бы, с точки зрения теории частный и узкий характер (хотя и очень важному для практики). Между тем результатом всех рассуждений явился вывод очень широкого, хотя не всеобъемлющего за кона природы, который правильнее всего назвать законом существования функции состояния энтропии и ее возрастания при самопроизвольных необратимых процессах. (Ряд исследователей видят здесь два отдельных, независимых положения.) [c.109]

Энтропия и вероятность. Статистический характер второго закона термодинамики. Второй закон термодинамики можно назвать законом возрастания энтропии при самопроизвольном процессе в изолированной системе. В связи с этим очень важно выяснить физические причины необратимости реальных процессов и возрастания энтропии. [c.98]

Следует указать важную особенность приведенных выше формулировок 2-го закона термодинамики. Они отражают необратимый характер термодинамических процессов и фактически отражают принцип возрастания энтропии (Л5>0). Они не могут быть интерпретированы с позиций принципа существования энтропии S = Q/T). Принцип существования энтропии определяет, что в равновесно протекающих процессах изменения проходят под действием энергии в форме теплоты. [c.87]

Клаузиуса неравенство (39) устанавливает, что при необратимых процессах суммарное изменение энтропии всегда больше, чем при обратимых. Это связано с тем, что при необратимых процессах работа всегда меньше, чем при обратимых, и эта разность работ переходит в теплоту, что и вызывает дополнительное возрастание энтропии. [c.311]

Расчет процесса с помощью функции 5 зачастую громоздок, так как требует изоляции системы, т. е. знания изменения энтропии всех тел, участвующих в процессе (напомним, что теорема о неизменности энтропии в обратимом процессе и о ее возрастании в необратимом процессе относится к изолированным системам, а протекание химических реакций всегда связано с тепловым эффектом). Это не только значительно усложняет вычисления, но часто [c.106]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых- процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое-взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях вселеггной, что означало бы, с этой точки зрения, невозможность протекания каких-нибудь процессов и, следовательно, тепловую смерть вселенной . Такой вывод, впервые четко сформулированный в середине XIX в. Клаузиусом, является идеалистическим, так как признание конца существования (т. е. смерти ) вселенной требует признаиид и ее возникновения. Статистическая природа второго начала термодинамики не позволяет считать его универсально применимым к системам любых размеров. Нельзя утверждать также, что второй закон применим к вселенной в целом, так как в ней возможно протекание энергетических процессов (как, например, различные ядерные превращения), на которые термодинамический метод исследования но может механически переноситься. В определенных видах космических процессов происходит возрастание разности температур, а не выравнивание их. [c.220]

Таким образом, величина д/Т представляет собой минимальное возрастание энтропии, осуществляемое только в условиях обратимого переноса теплоты, т. е. когда нагреваемая система находится в тепловом равновесии с нагревающим ее окружением. Теплота переходит от одного тела к другому вследствие того, что они не находятся в равновесии, а для того, чтобы перенос тепла осуществлялся обратимым путем, потребовалось бы бесконечно большое время. Подлинно обратимые процессы являются идеализациями реально протекающих необратимых процессов. Но важно отметить, что в любом реальном (необратимом) процессе возрастание энтропии должно превышать величину д/Т, однако чем медленнее и осторожнее будет осуществляться перенос теплоты, тем меньше будет разница между величинами и д/Т. [c.55]

Следовательно, целесообразно определить степень необратимости рассматриваемого стандартного процесса не с помощью количества переданной теплоты Q, а с помощью величины Q/6, где 0 — некоторая величина, количественно удовлетворяющая принятому определению температуры. Как только функция 0 будет определена, количественная характеристика степени деградации энергии окажется законченной. Мы удостоверимся в дальнейшем, что 0, которую Кельвин назвал термодинамической температурой, может быть полностью отождествлена с температурой абсолютной шкалы, которую мы раньше определили с помощью идеального газа. Поэтому положим 0 = 7". Значение приведенного тепла Q/7 в этом процессе мы можем назвать возрастанием энтропии системы пружина — резервуар. Если Sa — энтропия в начале процесса, а Sb — в конце, то в соответствии с принятым определением можем записать [c.95]

Дополнительную трудность для понимания энтропии как физического параметра представляет ее возрастание при необратимых процессах. В термодинамике процесс называют необратимым, если он протекает под действием конечной разности обобщенных сил. В этих случаях вместо уравнения (1.27) выполняется неравенство Клаузиуса [c.39]

Наиболее существенной идеей в термодинамике стационарных необратимых процессов является введение понятия скорости возрастания энтропии системы. При этом общая скорость возрастания энтропии разделяется на две переменных скорость, зависящая от внутренних процессов и реакций в системе, и скорость возрастания энтропии, обязанная процессам взаимодействия с внешней средой [c.132]

В качестве примера вычисления возрастания энтропии в простейшем необратимом процессе рассмотрим расширение идеального газа, подобно описанному в опыте Гей-Люссака. Допустим, что газ из сосуда I расширился и занял объем сосудов I и II. При этом согласно определению идеального газа температура при расширении будет оставаться неизменной, поскольку система изолирована и общая энергия, стало быть, не меняется. Теперь для оценки возрастания энтропии в этом процессе необходимо возвратить эту систему в исходное состояние с помощью стандартной системы пружина — резервуар с той же самой температурой, что и температура газа, т. е. Ти Работа, выполненная пружиной, и теплота, поглощенная резервуаром, в изотермическом процессе согласно первому началу термодинамики выражаются уравнением [c.96]

Возрастание энтропии происходит и при химических реакциях. Для энтропии необратимого процесса можно написать [c.425]

В замкнутых системах самопроизвольно протекают только такие процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии. Такие процессы являются необратимыми. Таким образом, для необратимых процессов уравнение второго начала термодинамики превращается в неравенство. [c.117]

В системе идей Клаузиуса под вторым началом термодинамики понимается учение об энтропии в полном объеме — и обоснование существования энтропии и положение о ее возрастании при необратимых процессах. [c.74]

Энтропия (37, 38)—термодинамическая координата состояния, отвечающая теплообмену. Неизмеряемая функция состояния системы, определяемая вторым началом термодинамики. Мате.матичсский аппарат термодинамики фактически построен на использовании свойсти внутренней энергии и энтропии. Особое значение в химии имеет в связи с вычислением химических потенциалов и констант равновесия химических реакций. Вычисление (62) идеального газа (75, 83) газа Ван-дер-Ваальса (77) статистические расчеты (207, 220, 221). Возрастание энтропии при необратимых процессах связано с дополнительным источником теплоты — некомпенсированной теплоты Клаузиуса (284) — переходом в теплоту потерянной части работы. Важным разделом линейной термодинамики необратимых процессов является вычисление скорости возрастания энтропии (источник энтропии). [c.317]

Для некоторых простых необратимых процессов легко показать, что в изолированных системах течение их сопровождается возрастанием энтропии системы. Покажем, например, что переход теплоты от горячего тела к холодному сопровождается возрастанием энтропии. [c.216]

Это уравнение является основным в термодинамике необратимых процессов и оно определяет скорость возрастания энтропии, так как относится только к внутреннему теплообмену. Если же учитывать и внешний теплообмен, то общее уравнение термодинамики необратимых само- и несамопроизвольных процессов (Колесников И. М.) будет иметь такой вид [c.254]

Вероятность перехода молекул из заполненного сосуда, содержащего молекулы, в пустой сосуд равна 1. Без компенсации этот процесс проходит неравновесно и определяется как термодинамически необратимый процесс. Этот процесс определяет переход системы из менее вероятного состояния в более вероятное и характеризует возрастание в такой системе энтропии. Таким образом, между энтропией и вероятностью состоя- [c.82]

Таким образом, возрастание энтропии может служить критерием для определения направления протекания необратимых химических процессов в изолированных системах. [c.49]

В реальных условиях процессы протекают с конечной скоростью, а, следовательно, термодинамически необратимо. Направление протекания процессов в изолированных системах определяется с помощью принципа возрастания энтропии. Этот принцип определяет, что энтропия изолированной системы при неравновесном протекании процессов в ней увеличивается. [c.83]

Применим теперь обратимый процесс только как средство для сравнения степени деградации энергии, или возрастания энтропии двух необратимых процессов. [c.96]

Согласно принятому условию рассмотрения в системе возможно лишь одно изменение, характеризуемое в любой момент времени величиной е. Пусть за время dt значение е изменилось на величину de. Так как рассматриваемое изменение является единственным необратимым процессом в системе, то возрастание энтропии должно определяться только величиной de. Поэтому можно записать [c.168]

Из того факта, что энтропия изолированной системы при протекании в ней необратимых процессов возрастает, Клаузиусом в середине XIX в. был сделан неправильный, идеалистический вывод. Если, следуя Клаузиусу, нашу вселенную в целом рассматривать как изолированную систему, не вступающую во взаимодействие с какой-либо другой средой, то возрастание энтропии должно, в конце концов, привести к полному выравниванию температуры во всех частях вселенной, что означало бы наступление теплового равновесия, прекращение всякого переноса энергии, а следовательно, всяких макроскопических движений. Это равносильно [c.101]

Развитие термодинамики необратимых процессов позволило точно описать явление возрастания энтропии. Неравенство (1.28) фактически означает, что при необратимом протекании процесса появляется дополнительное количество энтропии благодаря переходу в теплоту некоторой части работы, называемой потерянной работой (а теплоту — некомпенсированной теплотой Клаузиуса). [c.39]

Расчет процессов с помощью энтропии довольно громоздок, так как требует знания изменения энтропии всех тел, участвующих в процессе. Кроме того, теорема о неизменности энтропии в обратимом процессе и о ее возрастании в необратимом процессе относится к изолированным системам, в которых U, v = onst, тогда как протекание химических реакций обычно связано с тепловыми эффектами. Все это не только значительно усложняет расчет, но часто делает его практически невозможным из-за необходимости учесть изменение энтропии теплового источника. Поэтому в расчетах химических процессов предпочитают чаще пользоваться изобарным потенциалом ( 46). [c.104]

Здесь, по определению, а представляет собой локальное возрастание энтропии за счет протекания необратимых процессов. [c.285]

Расскажите о возрастании энтропии при необратимых процессах и функции диссипации энергии. Что такое источник энтропии Как вычисляется эта величина для диффузии и теплопередачи [c.303]

Образование растворов происходит в результате взаимодействия частиц растворителя и растворенного вещества с образованием комплексов переменного состава за счет действия межмолекулярных сил (с. 91). Процесс образования раствора идет самопроизвольно даже в том случае, когда при растворении поглощается энергия, так как возрастание энтропии при растворении очень велико и обусловливает развитие необратимого процесса. [c.169]

Процессы термодинамические (8) — изменение хотя бы одного термодинамического параметра адиабатный—без обмена теплотой с окружающей средой изобарный — при постоянном давлении изотермический — при постоянной температуре йзохорный — при постоянном объеме квазистатический — протекающий под действием бесконечно малой разности обобщенных сил круговой — циклический процесс, в результате которого система возвращается в исходное состояние обратимый — см. обратимый процесс самопроизвольный— протекающий под действием конечной разности обобщенных сил. Является необратимым, так как после возвращения системы в исходное состояние потерянная работа переходит в теплоту и наблюдается суммарное возрастание энтропии. [c.313]

Если в системе протекает самопроизвольный процесс при i/, V= onst, то он сопровождается (в необратимом процессе) возрастанием энтропии, что может быть выражено следующими неравенствами [c.141]

Возрастание энтропии зависит не только от разности температур Г1—Г2, оно также обратно пропорционально произведению Г1Г2. При одинаковой разности температур возрастание энтропии в процессе теплообмена существенно больше при низких температурах, чем при высоких. Это важно учитывать при проектировании низкотемпературных теплообменников, чтобы избежать повышенных потерь от необратимости. [c.32]

Можно показать, что и переход газа из сосуда с большим давлением в сосуд с меньшим давлением и другие необратимые процессы прп протекании нх в изолированных системах всегда сопровождаются возрастаннем энтропии системы. [c.217]

В термодинамике химических реакций принцип возрастания энтропии как критерий направленности и полноты их протекания играет особую роль. На основе этого принципа де Донде, трактуя химическую реакцию как необратимый процесс, предложил подсчитать некомпенсированную (по Клаузиусу) теплоту реакции или, лучше сказать, обусловленное протеканием химической реакции возрастание энтропии непосредственно в ходе ее течения. Для этого де Донде ввел новую функцию состояния — химическое сродство, которая характеризует и тесно связана с термодинамической необратимостью, а следовательно, и с возрастанием энтропии (см. также гл. УП). [c.112]

Отсюда следует, что в любых изолированных системах (в них могут совершаться только адиабатные процессы) энтропия системы сохраняет постоянное значение dS = 0), если в системе совершаются только обратимые процессы, и возрастает dS>0) при всяком необратимом процессе. Следовательно, в изолированны системах всякий самопроизвольно протекающий процесс сопровождается возрастанием энтропии. Процесс протекает самопроизвольно до тех пор, пока система не перейдет в равновесное состояние, в котором энтропия достигает значения, максимального для данных условий, т. е. при устойчивом равновесии должно соблюдаться [c.218]

Для необратимых процессов второе начало термоди)13мики — это закон существования и возрастания энтропии. Как следует из уравнения (II, 104), при протекании необратимого процесса в изолированной системе энтропия возрастает. [c.115]

Источник энтропии (284)—возрастание энтропии при необратимых процессах, обусловленное превращением в теплоту работы, потерянной за счет неква-зистатического проведения процесса. [c.310]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология