Изолированная система изменение энтропии

Изменение энтропии как критерий равновесия и самопроизвольности процессов. Согласно второму началу термодинамики, если система изолирована, то при протекании в ней обратимых процессов энтропия не изменяется, при необратимых процессах — растет. Если необратимый процесс приводит изолированную систему в состояние равновесия, то ее энтропия достигает максимума. Следовательно, энтропия является критерием направленности процесса (А5>0) и тем самым критерием равновесия (А5=0). [c.48]

Принцип равновесия Гиббса. Для -компонентной г-фазной системы при постоянстве ее внутренней энергии V, объема К и чисел молей компонентов и (г = 1, 2,. .., ) условие Т. р. заключается в том, что при всех возможных изменениях параметров состояния энтропия 5 системы остается неизменной или уменьшается. Иными словами, энтропия изолир. системы при Т. р. имеет условный максимум [c.541]

Обобщим уравнения (IV, 9) и (IV, 14) на. любой процесс. Для этого систему следует изолировать, т. е. включить в нее тепловой источник (источники). Но тогда изменение энтропии системы будет складываться, из изменения энтропии рабочей части системы (в которой происходит процесс) и изменения энтропии теплового источника. Таким образом, получаем [c.86]

Однако, если система не изолирована, малые изменения энтропии должны компенсироваться потоком энтропии, который появляется в правой части (5.9). Если такая компенсация невозможна, возникают необратимые процессы и начальное состояние системы не может быть равновесным. [c.63]

Выражение в квадратных скобках равно увеличению энтропии всего объема Ух при образовании критического зародыша. Так как система изолирована, то прирост энтропии равен изменению при образовании критического зародыша термодинамического потенциала системы, деленного на Т. Изменением интенсивной величины— температуры можно пренебречь ввиду большой величины объема У . Так как мы включали в (3.161) в свободную энергию объема V член кТ 1п М,, взятый из выражения для термодинамического потенциала раствора, мы должны его учитывать и теперь. Это приведет к тому, что изменение термодинамического потенциала будет на соответствующую величину превышать гиббсову работу образования критического зародыша. В формуле (3.161) фигурирует число молекул в объеме У, а не во всем объеме V.,, так как мы подсчитывали вероятность появления зародыша именно в объеме У, а если мы имеем информацию, что зародыш появился именно там, то это и уменьшает энтропийный член 1п Ы до величины 1пЛ//. Это пример эквивалентности информации отрицательной энтропии. В итоге, подставляя газокинетическое выражение для О, получим вместо формулы (3.166) выражение [c.287]

Если система не изолирована, то необходимо рассматривать также изменения энтропии в смежных системах. Если в ходе бесконечно малого необратимого процесса объем сохраняется постоянным, то неравенство (2.32) переходит в неравенство [c.59]

Таким образом, идеальные газы смешиваются при постоянных температуре и давлении без теплового эффекта. Это соответствует тому, что между молекулами идеальных газов нет ни притяжения, ни отталкивания. Следовательно, если рассматривать энергию системы, то нет разницы между случаями, когда газы смешаны и когда они изолированы друг от друга. Движущая сила , приводящая к смешению, связана исключительно с изменением энтропии. С точки зрения статистической механики (гл. 17) равновесию отвечает именно смесь, так как вероятность этого состояния больше. Об этом уже говорилось в разд. 2.9 в связи с диффузией в идеальных кристаллах. [c.148]

Второе начало предлагает универсальный критерий самопроизвольного протекания процессов — изменение энтропии в процессе [см. уравнения (95) и (96)]. Однако для практического использования критерия (96) необходимо полностью изолировать систему, т. е. включить в ее состав внешний термостат и определить количество теплоты, переданное из термостата системе, и его температуру. [c.378]

Уравнения второго начала термодинамики (2.12) и (2.13) записаны для изолированных, закрытых систем. Для того, чтобы распространить эти уравнения на любые системы, необходимо изолировать рассматриваемую систему, т. е. включить в нее тепловой источник. В этом случае энтропия будет складываться из изменения энтропии рабочей части системы (в которой происходит тот или иной процесс) и изменения энтропии теплового источника. Таким образом, мы как бы замыкаем исследуемую систему и тепловой источник на общую изолированную систему, для которой уже становится справедливым уравнение второго начала термодинамики в виде [c.40]

Допускается, что если система находится в неравновесном состоянии, то изменение энтропии AS может быть выражено через разност Oi=Лi—Ло параметров, характеризующих систему в данном и равновесном состояниях (система адиабатически изолирована) [c.19]

Переход теплоты от горячего тела к холодному необратим. Поэтому приращение количества теплоты в системе, происходящее при низкой температуре, более необратимо, чем при высокой температуре. Действительно, используя систему, где произошел второй процесс, в качестве теплоотдатчика, а ту систему, где имело место изменение при более низкой температуре, в качестве теплоприемника (при условии, что обе системы изолированы от внешней среды), можно совершить между ними цикл Карно и получить некоторую работу. В то же время процесс при прочих равных условиях тем более необратим, чем больше передается теплоты, так как не только теплота переходит от высшего уровня к низшему, но и все виды энергии гри всяком процессе стремятся перейти в теплоту, что также необратимо. Если сопоставить эти рассуждения с уравнениями, определяющими Л5, то утверждение, что энтропия является мерой необратимости процесса, станет очевидным. [c.87]

Рассмотрим сначала поведение газа в изолированной системе, изображенной на рис. 23. Поскольку система изолирована, она не может терять ни вещество, ни энергию. Эта система состоит из двух равных объемов, разделенных стеклянной перегородкой. В левой части находится определенное количество газа и металлический шар. В правой части абсолютный вакуум. Если стеклянную перегородку в такой системе разбить шаром, то газ распространится по всему объему. Этот процесс не может быть объяснен получением или потерей энергии (ведь система изолирована). Но он может быть объяснен изменением энтропии. В состоянии 1 каждая молекула газа находится, конечно, только в левой части сосуда. Но газ характеризуется некоторым беспорядком. Беспорядок, [c.117]

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]

Для данного процесса 5<0, однако на этом основании еще нельзя сделать вывод, что процесс невозможен, так как система не является изолированной. Если же изолировать систему и учесть изменение энтропии теплового источника, то будем иметь [c.104]

Для термодинамического анализа этого эффекта необходимо найти соответствующие потоки и силы, используя соотношение изменения энтропии. При определении изменения энтропии считаем, что система является адиабатически изолированной. Пусть объем системы будет V. В состоянии термостатического равновесия обе части системы, заключенные в разных резервуарах, имеют одинаковый запас энергии V, одинаковую массу М и, следовательно, одинаковую энтропию б . В качестве характеристик состояния системы выгодно выбрать энергию V и массу М, потому что они подчиняются закону сохранения. Изменение энергии и массы в резервуаре I равны Ш и а в резервуаре И, соответственно, — Аи и — АМ, так как вся система адиабатически изолирована. Изменение энтропии всей системы 13 целом может быть найдено суммированием изменения энтропии в обоих резервуарах / 1 и Дб" . Для этого предварительно разложим изменение энтропии в каждом из резервуаров (Ух и Дб ц в ряд Тейлора. Для резервуара [c.39]

Для вывода уравнения баланса энтропии (ср. 3) Пригожин рассматривает два резервуара, находящихся в тепловом контакте. Оба резервуара не изолированы, поэтому, кроме обмена теплотой друг с другом, они обмениваются теплотой и с окружающей средой. Оба резервуара имеют непроницаемые стенки. Следовательно, каждый из них и вся система в целом являются закрытыми, т. е. перенос вещества отсутствует. Можно разбить внешнюю теплоту djQ сообщаемую обоим резервуарам, на две части — первому резервуару и d Q — второму резервуару. Если резервуар I получает теплоту d Q за счет переноса из резервуара II, то будем писать d Q — — d Q" . Если температура резервуаров I и II, соответственно, Т- -АТ и Т, то можно представить изменение энтропии всей системы в следующем виде [c.58]

Если система при обратимом превращении изолирована от окружающей среды, Q = О, а поэтому иД5 = 0. Это означает, что в процессе обратимого превращения в изолированной системе энтропия остается постоянной (ее изменение равно нулю). [c.124]

Взаимодействие системы с окружающей средой может выражаться в обмене веществом и энергией (открытые системы). Иногда весьма полезно рассматривать систему в идеализированном состоянии, когда ее взаимодействие с окружающей средой сведено к минимуму и объем сохраняется постоянным. В этом случае мы имеем дело с изолированными системами. В изолированных системах, несмотря на происходящие в них процессы и химические превращения, энергия остается неизменной. Изменение энергии системы может наблюдаться только в том случае, если будет нарушена ее изоляция и появится возможность энергетического взаимодействия с окружающей средой. Если система изолирована неполностью и имеет возможность изменять свой объем и обмениваться энергией с окружающей средой, то она называется (в отличие от изолированной) закрытой. Величины, характеризующие все физические и химические свойства системы, такие как температура, давление, объем, внутренняя энергия, энтропия, концентрация и т. д., называют термодинамическими параметрами состояния. [c.11]

Зная к—1) концентраций, можно всегда найти и к-ю концентрацию. Обозначим химический потенциал -го компонента ц,. Рассмотрим вопрос о том, в каких условиях данная система будет в равновесии и какие переменные можно изменять без нарушения равновесия. Предположим, что система изолирована, т. е. ее объем и внутренняя энергия постоянны. Тогда ее энтропия и энергия в равновесном состоянии тоже постоянны и, следовательно, перенос некоторого количества теплоты от одной фазы к другой к вызывает компенсирующие изменения 5 и С/ в этих фазах. По уравнению второго начала [c.122]

Если самопроизвольный процесс увеличивает энтропию изолированной системы, то прекращение всех процессов, т. е. установление равновесного состояния, произойдет, когда энтропия системы достигнет максимального значения. На рис. III.10 в условных масштабах представлена кривая изменения энтропии в зависимости от мыслимых изменений изолиро ванной системы. Таким образом, критерием равновесия в изолнрован- [c.75]

Так как система Хо изолирована, то прирост энтропии равен изменению свободной энергии АЗ подсистемы хпри образовании критической дырки, деленному на абсолютную температуру. Используя (XII. 13), (XII. 17) и (XII. 18), получим [c.181]

В окружающей среде выделим с помощью изолирующих перегородок замкнутую часть, которая будет включать исследуемую закрытую систему таким образом получим изолированную систему, внутри которой будет помещаться закрытая. Внещняя 1 система будет играть в дальнейшем роль термостата, передающего закрытой 2 системе теплоту при постоянной Т. В системе 2 могут протекать различные физические и химические процессы, как обратимые, так и необратимые. Так как энтропия—аддитивная функция, то изменение энтропии всей системы (1+2) равно сумме изменений в системах 1 и 2 [c.76]

Если система изолирована в тепловом отношении, то процесс образования новой фазы будет протекать адиабатически. В термодинамическом отношении удобнее однако иметь дело с изэптро-пическим процессом, что позволит воспользоваться для вычисления работы образования новой фазы выражениями (XV. 4) и (XV. 5). Оба типа процессов совпадают лишь для обратимых изменений, и предположение об изэнтропичности процесса допускает, вообще говоря, некоторый тепловой обмен системы с внешними телами. Возможно, что это предположение даже лучше соответствует реальным условиям, чем допущение о полной тепловой изоляции. Для того чтобы не иметь дела с добавочными эффектами изохоричностн процесса, будем считать в настоящем параграфе, что образование новой фазы протекает при постоянстве общей энтропии системы 5 и внешнего давления [c.335]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология