а) На основании изложенного выше конкретные расчеты изменения энтропии в процессах проводятся по формуле.
б) А для расчета абсолютного значения энтропии (S0, а не ?S) используют третье начало термодинамики: при абсолютном нуле температуры энтропия любой системы равна нулю.
т.е. при данной температуре как бы достигается идеальный энергетический порядок. Это положение не доказывается, а принимается в качестве постулата, хотя опирается на определенные экспериментальные факты.
Рассмотрим вначале, как найти ?S тех или иных процессах.
1. Обратимый адиабатический процесс. Поскольку на всех стадиях такого процесса
а значит, в обратимых адиабатических процессах энтропия системы не меняется.
2. Нагревание системы.
а) Нагревание при постоянном объеме или давлении — термодинамически обратимый процесс. Поэтому в формуле (3.9) в качестве ?Qобр (точнее, теперь уже dQобр) следует взять теплоту реального процесса, которую, в свою очередь, можно найти через теплоемкость.
Итак, изменение энтропии измеряется приведенной теплотой обратимого процесса (3.4,а):
1. а) Следует обратить внимание на знаки в этом соотношении: если в указанном процессе теплота поглощается системой (?Qобр > 0), то dS > 0 — энергетический беспорядок в системе возрастает; если же система отдает теплоту (?Qобр < 0), то dS < 0 — беспорядок уменьшается.
2. а) А температурный множитель показывает: если система обратимо получает (или отдает) теплоту при меньшей температуре, на энтропию это влияет сильней.
б) Действительно, пусть при T1 частицы системы имеют энергию по 200 Дж и в ходе процесса отдают в виде теплоты по 20 Дж. Их движения становятся более упорядоченными (dS < 0) всего лишь на 10 %.
Если же это происходит при такой низкой температуре T2, где частицы имеют по 40 Дж энергии, то потеря по 20 Дж скажется на энергетической упорядоченности гораздо сильней.
Фазовые переходы.
а) Это тоже зачастую термодинамически обратимые процессы, которые при небольшом изменении условий могут сдвигаться в ту или иную сторону.
Для переходов в газ (ж?г и тв?г) это справедливо тогда, когда газ (пар) является насыщенным (что достигается обычно в закрытых сосудах). А для плавления (перехода тв?ж) справедливо практически всегда.
б) Кроме того, в процессах типа ж?г (при температуре кипения) и тв?ж температура сохраняется постоянной; в процессах же типа тв?г и ж?г (при произвольной температуре) температуру поддерживают постоянной (для измерения теплоты перехода).
в) Поэтому в обоих случаях интегрирование не требуется.
Загрузка...