Энтропия как критерий направления термодинамического процесса

Изменение энтропии как критерий направленности термодинамических процессов (принцип возрастания энтропии) [c.109]

Кроме тех свойств энтропии, о которых говорилось, она является критерием возможности и направления процессов, а также состояния термодинамического равновесия в изолированных или адиабатно-изолированных системах. Если в изолированной системе протекает самопроизвольный необратимый процесс, то, как следует из (II, 104), энтропия возрастает. Условие (II, 104) является условием осуществимости данного процесса в изолировашюй системе. Процессы, для которых энтропия у.мепьшаегся, т. е, Д5<0, неосуществимы в изолированных системах. Если процесс возможен в прямом и обратном направлениях, то в изолированной системе он будет протекать в том направлении, которое сопровождается увеличением эптропни. При протекании процессов в изолированной системе энтропия ее увеличивается и одновременно система приближается к состоянию равновесия. Когда система достигнет состояния равновесия, то все процессы прекратятся, и энтропия будет [c.115]

Энергия Гиббса в изобарно-изотермических условиях не изменяется при обратимом процессе и убывает при необратимом. Отсюда следует, что по изменению величин /1 и С можно судить о направлении самопроизвольных процессов при постоянстве Т н V, Т п р (в противоположность изменению энтропии при 7 = сопз1 и У = соп51 в изолированной системе). Термодинамические потенциалы — более выгодные критерии направленности процессов. Если критерием возможности протекания самопроизвольных процессов в закрытых системах являются условия, выражаемые (2.30) и (2.31), то пределом протекания процессов служат соотношения [c.45]

Второй закон термодинамики устанавливает критерий направленности термодинамических процессов. Известно много формулировок второго закона, которые эквивалентны друг другу. Мы приведем здесь только одну формулировку, связанную с энтропией. [c.39]

Характеристические функции (например, термодинамические потенциалы, а также энтропия, как это ясно из сказанного выше) могут служить критериями направления процесса и равновесия. [c.124]

Из уравнения (74) следует, что энтропия изолированной си стемы сохраняет свое значение при протекании обратимых термодинамических процессов, а при осуи естелении необратимых процессов только возрастает и никогда не убывает. Возрастание энтропии в термодинамической системе происходит до тех пор, пока система не придет в равновесное состояние при этом энтропия достигнет максимальной величины. Энтропия, таким образом, является критерием направления термодинамических процессов, протекающих в изолированной системе, а ее приращение — мерой необратимости этих процессов. Уравнение (74) также является математическим выражением второго закона термодинамики. [c.65]

Однако энтропия является слишком общим критерием направленности процесса и состояния равновесия в системе, так как не всегда возможно с достаточной легкостью определять ее изменение. На практике для удобства пользуются обычна другими составными термодинамическими функциями менее общего характера, чем энтропия, специально введенными для изучения некоторых часто встречающихся и наиболее важных частных процессов. Эти функции должны быть обязательна связаны с энтропией рассматриваемой рабочей системы,, чтобы иметь возможность указывать направление самопроизвольных процессов и служить критерием равновесия в системе. [c.24]

Величина, которая входит в критерии (XI, 126) и (XI, 12в) — общая энтропия всех участников процесса,— есть свойство термодинамического мирка . Поэтому приращение общей энтропии всех участников процесса определяется только начальным и конечным состояниями всех участников процесса, но не самим процессом. По начальным и конечным состояниям всех участников процесса можно установить, пойдет или не пойдет процесс в направлении от начальных состояний к конечным. Знак приращения общей энтропии все решит. Знак плюс — процесс пойдет из начальных состояний в конечные. Знак минус — процесс пойдет [c.256]

Критерием, позволяющим судить о направлении термодинамических процессов в изолированных системах, является энтропия [c.14]

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]

Это является критерием устойчивости стационарных состояний вдали от равновесия. Однако получить общие термодинамические критерии направления движения к стационарному состоянию, далекому от равновесия, не удается. Причина состоит в детерминистском характере поведения кинетических систем, для которых понятие энтропии, в отличие от равновесных, не имеет решающего значения для предсказания направления переходных процессов. [c.82]

Характеристические функции (например, термодинамические потенциалы, а также энтропия, как это ясно из сказанного выше) могут служить критериями направления процесса и равновесия. Сопоставим найденные выше выражения (IV, 22а), (IV, 24а), < ,9а), (IV, 17а), а также (III, 17) [c.118]

Второй метод является более общим, так как применим и к процессам, совершающимся в однородных системах. Он выражается следующим положением, тоже вытекающим из второго закона термодинамики для любой термодинамической системы при данных условиях ее существования всегда имеется некоторый общий критерий, которым характеризуется возможность, направление и предел самопроизвольного протекания термодинамических процессов. Для других условий существуют другие подобные критерии. Этими критериями служат некоторые термодинамические параметры веществ, образующих данную систему и системы в целом. Например, для изолированных систем таким критерием служит термодинамический параметр, получивший название энтропии S (см. курс физики). Для систем, находящихся ири других условиях, существуют другие термодинамические параметры. [c.190]

Термодинамические потенциалы. Необратимые процессы, протекающие в изолированной системе, ведут к увеличению ее энтропии и равновесное состояние отвечает максимальному значению этой функции. Однако практически часто приходится встречаться с системами другого типа, в частности с закрытыми, в которых возможен теплообмен с окружающей средой. Возникает вопрос, каким критерием следует руководствоваться в этом случае при определении возможного направления развития процесса и характеристики равновесного состояния [c.76]

Изобарный и изохорный потенциалы. Введением энтропии был завершен ряд термодинамических функций, необходимых для расчетов. Однако удобно ввести еш е три функции G, jF и ja, которые обладают весьма полезными свойствами. Энтропия дает критерий равновесия для изолированной системы изобарный потенциал G — для системы при постоянных температуре и давлении изохорный потенциал F — при постоянных температуре и объеме химический потенциал [л является интенсивной величиной (стр. 133), определяюш,ей направление химического или физического процесса. [c.118]

В этом и состоит эволюционный критерий направленности необратимых изменений в изолированных системах, которые всегда идут с увеличением энтропии до ее максимальных значений при окончании процесса и установлении термодинамического равновесия. Увеличение энтропии означает падение степени упорядоченности и организованности в системе, ее хаотизацию. [c.67]

Второе начало термодинамики устанавливает, что для всех химических и физических процессов, протекающих в любой системе при данных условиях ее существования, всегда существует некоторый общий, единый критерий, которым определяются возможность, направление и предел самопроизвольного протекания этих процессов для любых других условий существуют другие подобные критерии. Этими критериями служат некоторые термодинамические функции. Для систем изолированных, т. е. лишенных возможности обмена энергией или веществом с окружающей средой и сохраняющих постоянный объем, таким кри" терием является термодинамическая функция, называемая энтропией и обозначаемая буквой 5. [c.134]

Если система изолирована, то при протекании в ней обратимых процессов энтропия не меняется, так как уже достигла своего максимального значения, а при необратимых процессах энтропия растет. Когда необратимый процесс приводит изолированную систему к состоянию равновесия, ее энтропия достигает максимума. Следовательно, энтропия является критерием направления процесса. Критерием неосуществимости процессов служит неравенство А5<0, т. е. не. может иметь место процесс, протекание которого в изолированной системе связано с уменьщением энтропии. В неизолированной же системе могут протекать процессы обратимые и необратимые с уменьшением энтропии. Может показаться, что решение практических задач с применением энтропии невозможно, поскольку для реальных необратимых процессов в выражении Д5<0 фигурирует знак неравенства. Но как нами было уже показано, необратимый процесс всегда можно представить квазиста-тическим, и в этом случае вычисление А5 не представляет затруднений, так как изменение энтропии не зависит от характера превращения. Только поэтому термодинамический метод и используется для изучения равновесных и квазистати-ческих процесов. [c.25]

На вопрос о том, возможен или невозможен процесс при данных условиях, дает ответ второе начало термодинамики, которое, как и первое начало, оперирует лишь с начальным и конечным состояниями системы. Чтобы по заданным начальному и конечному состояниям системы определить направление перехода системы из одного состояния в другое при данных условиях, надо найти такие термодинамические свойства системы, которые при любом самопроизвольном процессе при данных условиях или увеличиваются, или уменьшаются, причем при равновесном состоянии эти свойства достигают соответственно максимального или минимального значений. Второе начало термодинамики показывает, что такими свойствами системы являются в общем случае энтропия (5) и в частных случаях изохорный (F) и изобараный (Z) потенциалы. Энтропия является критерием возможности направления и предела течения процессов в изолированных системах, а изохорный потенциал при V, Т — onst и изобарный потенциал при Р, Т = onst — в неизолированных системах. Прежде чем перейти к более подробному анализу этих свойств системы, необходимо рассмотреть содержание и смысл второго начала термодинамики. [c.82]

Следует отметить, что, как показывает содержание предыдущего параграфа, критерий направления процессов и постулат о существовании и возрастании энтропии в основных важнейших чертах вытекают из молекулярно-статистических соображений. Поэтому (а также на основании изложенного выше) не следует считать проблему аксиоматики второго закона термодинамики (т. е. проблему формулировки его в совершенно общей форме в пределах члсто термодинамического метода и оторванно от методов и нoJЮжeний статистической физики) существенной научной проблемой. Учитывая это, лишь кратко остановимся на одном виде аксиоматики второго закона термодинамики, предложенной в близких формах Шиллером (Киев, 1895) и Каратеодори (1911). Их аксиоматика не связана с тепловыми машинами и коэффициентом полезного действия последних. [c.109]

S (тв). 1.4. Энтропия системы увеличивается. 1.5. 4,17 Дж/мольX Хград. 1.6. —107,5 Дж/моль. 2.1. G= F+PV. 2.2. Изменения энтропии не происходит в адиабатическом процессе. 2.3. Это происходит при таких условиях обратимого протекания процессов, когда убыль соответствующей термодинамической функции равна максимальной полезной работе процесса. 2.4. ЛОобр = ДОнеобр = 200 Дж. 2.5. —189 Дж/град. Вывода о направлении реакции сделать нельзя, так как энтропия является критерием направленности процессов только в изолированных системах. 2.6. —1,72-10 Дж. 3.1. В этих условиях максимальная полезная работа совершается за счет убыли энергии Гиббса Л маис = —ДО. 3.2. Обратимый процесс dS = >=0 необратимый процесс dS > 0. 3,3. Так как зависимость [c.91]

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]

Особое место, которое занимает энтропия среди различных критериев, объясняется не тем, что применение термодинамических потенциалов ограничено постоянством определенных параметров, ибо и применение энтропии ограничено условием изолированности системы, т.е. условием 6Q — О (или U, V = onst). Дело в том, что энтропия непосредственно связана с одним из основных законов природы, и поэтому она была первым критерием направленности процесса, введенным в науку к представлению о величинах F и G как о функциях, изменение которых также характеризует направление процесса, пришли от представления об энтропии. Действительно, если значение S растет, то, как следует из уравнений (V, 5) и (V, 19), значения F и G падают. [c.106]

Второе начало термодинамики лежит в основе важнейшего раздела Х.т.- учения о хим. и фазовом равновесиях. Онс определяет направление, в к-ром в данных условиях может самопроизвольно совершаться процесс в рассматриваемой системе. Принцип равновесия Fii66 a дает количеств, критерий для установления направленности процесса в заданных условиях и дая определения положения равновесия в системе В зависимости от условий изоляции системы принцип равновесия формулируется через разл. термодинамич. ф-ции (см Термодинамическое равновесие). В изолированных система. процессы характеризуются изменениями энтропии Д5 самопроизвольное течение процесса возможно только в направлении увеличения энтропии. Для процессов, происходящих при постоянных т-ре Т и давлении р, рассматривают изобар-но-изотермич. потенциал (энергию Fii66 a, или ф-цию Гив са) G = H- TS, где Я - энтальпия системы для процессов, происходящих при постоянной т-ре, AG = AH-TAS. Самопроизвольное течение процесса возможно только в направлении, к-рому отвечает уменьшение G, а пределом процесса [c.236]

Как мы уже говорили, при осуществлении различных процессов превращения химических соединений очень важно знать, в каком направлении пойдет изменение в соответствующей материальной системе. Мы уже познакомились с энергетическим критерием этого направления изменения происходят самопроизвольно в том направлении, в котором система способна производить работу (гл. П, 7). При рассмотрении вопроса с позиций кинетической теории этот критерий 4юрмулируется следующим образом процессы протекают самопроизвольно в тех направлениях, в которых система переходит в состояние с большей термодинамической вероятностью (гл. П, 8). Следовательно, знание состояния системы позволяет нам судить о направлении химических процессов. Оба эти следствия, полученные при рассмотрении реальных процессов с двух различных точек зрения, можно в известном смысле объединить, если ввести новую величину, которая определяется исходя из обеих точек зрения. Эта величина есть энтропия. [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология