ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равновесные состояния конкретных систем из "Макроскопическая необратимость и энтропия Введение в термодинамику " Теперь, выяснив свойства абсолютной температуры, вернемся к понятию энтропии. [c.65] В этих законах содержатся и аддитивность энтропии, и ее свойство оставаться постоянной при адиабатических равновесных процессах. [c.65] Основное уравнение (13.1) можно рассматривать с двух различных точек зрения. [c.65] Во-первых, оно выражает некоторые свойства равновесных состояний. С этой точки зрения уравнение (13.1) дает просто разность энтропий двух бесконечно близких равновесий, без всякого отношения к тому, можно их перевести одно в другое равновесным образом или нет. Уравнение (13.1) есть просто термодинамическое тождество , как его часто и называют. В нем содержится множество свойств равновесных состояний, которые сами по себе очень интересны, практически важны и часто настолько неочевидны, что кажутся удивительными, но которые все именно содержатся в термодинамическом тождестве и могут быть получены из него чисто дедуктивно. Поэтому никакого более глубокого понимания сущности энтропии с этой точки зрения получить нельзя. [c.65] Однако уравнение (13.1) можно рассматривать совершенно иначе — как предельный закон, относящийся к очень медленным реальным процессам. Как раз так оно и было получено из Второго закона. Сразу же бросается в глаза, что и термодинамическое тождество, и само существование энтропии были выведены не непосредственно из Второго закона, а из его частной предельной формулировки для равновесных процессов. Сам Второй закон гораздо шире и относится к реальным необратимым процессам, сколь угодно бурным и далеким от равновесных. [c.65] Из Второго закона действительно можно извлечь одно из самых глубоких свойств энтропии вывести заключение об ее изменении при необратимых изменениях в термодинамических системах. Правда, энтропия определена только для равновесных состояний. Однако равновесное состояние можно сделать неравновесным, изменив внешние условия, т. е. изменив значения механических параметров системы. [c.66] Второго закона, то наше изменение механических параметров нужно дополнить до кругового, поскольку этот закон относится только к круговым изменениям. Поэтому после того, как равновесие снова достигнуто, продолжим изменение механических параметров от значений д до их прежних, начальных значений д по какому угодно закону, но бесконечно медленно. Энтропия при этом меняться не будет, и мы вернемся к начальной конфигурации механических тел с той же энтропией, какая была в равновесии [д ] 81, б х]. Энергия же, вероятно, изменится до некоторой энергии 8д, так что после кругового адиабатического процесса получится равновесное состояние [д 8 б х] (последний этап процесса был равновесным). [c.66] Значит, у нас получились два равновесные состояния, [д о] и [д 0 7 1] с одинаковыми значениями механических параметров, но у одного из них энергия больше, чем у другого. [c.67] Однако 81 — это та энтропия, которая получилась в результате восстановления равновесия, нарушенного изменением механических параметров. Итак, при адиабатическом переходе термодинамической системы из равновесия, нарушенного изменением внешних условий, в новое равновесие энтропия всегда растет. [c.67] Полученное новое свойство энтропии — наиболее существенное и глубокое из всех, до сих пор найденных. Энтропия оказывается прямо связанной с необратимостью движения термических систем, и сама необратимость сводится к возрастанию энтропии. Правда, пока это доказано не для всех возможных процессов, а лишь для процессов восстановления нарушенного равновесия, и сама энтропия определена только для равновесных состояний. Неизвестно, можно ли определить ее для всех макросостояний и растет ли она вообще при всяких необратимых движениях Если последнее справедливо, это было бы общим законом, полностью выражающим необратимость термического движения, который заменял бы и Второй закон, и принцип необратимости, и был бы даже более общим, чем оба эти закона. [c.67] Очевидно, что нужно заняться дальнейшим анализом понятия энтропии. Если мы хотим знать, как она меняется при любых изменениях состояния системы, то в первую очередь нужно выяснить, имеет ли понятие энтропии смысл для неравновесных макросостояний. В этом и содержится сущность всей проблемы. [c.67] Прежде чем ее решать, применим в следующей главе полученные выше результаты к исследованию равновесных состояний различных конкретных систем. [c.67] Чтобы сделать полученные до сих пор результаты более наглядными, в этой главе будут рассмотрены конкретные примеры. Своеобразие конкретных систем связано в термодинамическом отношении главным образом с тем, что у различных систем совершенно разные механические параметры. Поэтому общие соотношения выглядят для них совершенно по-разному. [c.68] Поскольку общая теория еще не изложена до конца, нам иногда придется некоторые свойства отдельных систем брать из опыта, тогда как часто они вытекают из общей теории. Однако вряд ли было бы целесообразно излагать без конкретных приложений всю теорию, и без того достаточно сложную. [c.68] Вернуться к основной статье