17) Математическое выражение второго закона термодинамики. Энтропия. Физический смысл энтропии.

В общем случае:

(1)– математическое выражение второго закона термодинамики

(2) S-функция состояния системы.

δQ=dU+pdV (3)

TdS= dU+pdV (4)

Физический смысл энтропии.

По уравнению (1) знак равенства – для равновесного процесса, а неравенства – для неравновесного процесса

(1)

Q=const – для адиабатного процесса

dS≥0 (2)

Уравнения 1, 2 справедливы для изолированной системы (не обмениваются энергией с окружающей средой)

Клаузе сделал вывод по (2) – все самопроизвольные процессы протекают с увеличением энтропии.

Если ΔS>0, то в изолированной системе самопроизвольный процесс термодинамически будет возможен.
Если ΔS<0, то в изолированной системе самопроизвольный процесс термодинамически будет невозможен.
Если ΔS=0, то в это состояние химического равновесия.

[S]= Дж/(моль*К)

Энтропия характеризует степень неупорядоченности системы (Чем выше беспорядок (хаотичность), тем выше величина энтропии(S))

Sт < Sж << Sг

Т-твёрдое, ж-жидкое, г-газообразное

Энтропия системы связана с термодинамической вероятностью

S = k*ln*W

W- вероятность образования системы

k- постоянная Больцмана (k – отношение числа авогадро к числу молекул в одном моде газа, k=N_A/n)

Больцман вывел закон:

Природа стремится от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным (к увеличении энтропии)

Чем сложнее в-во по составу, тем выше энтропия:

S_CO=197 Дж/(моль*К)