МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

6. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

6.3. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. ЭНТРОПИЯ

Второй закон (второе начало) термодинамики:

- Невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы полное превращение в работу теплоты, получаемой от нагревателя (формулировка Кельвина).

- Невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому (формулировка Клаузиуса).

- Вечный двигатель второго рода невозможен, то есть двигатель, КПД которого при преобразовании теплоты в работу равна 100 % (формулировки Карно).

Упорядоченное движение может переходить в неупорядочена спонтанно (естественный процесс) - это, например, преобразование механической энергии в тепловую. Обратный процесс самопроизвольно проходить не может (необратимый процесс), но он возможен при условии выполнения работы внешними силами.

Второе начало термодинамики определяет направленность процесса, его вероятность. Вероятность события измеряется отношением количества способов ее осуществления к количеству способов осуществления всех возможных событий.

Энтропия (5) - это функция, характеризует меру хаотичности в системе, находящейся в состоянии, вероятность осуществления которого ω. При этом энтропия пропорциональна логарифму вероятности: S = k∙lnω.

Если состояние системы устанавливается единственным способом, его вероятность ω = 1, а энтропия S = k∙ln1 = 0.

В такой терминологии второе начало термодинамики формулируется так:

- Возможны лишь такие процессы, при которых энтропия не изменяется или возрастает:

ΔS ≥ 0 (неравенство Клаузиуса).