ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энтропия из "Техническая термодинамика Издание 2 " НЫХ теплот равна нулю. Этот результат сохраняет свою силу для любого произвольного обратимого кругового процесса, совершаемого термодинамической системой. [c.65] В самом деле, любой произвольный обратимый цикл всегда можно, как было показано в 3-3, разбить на бесконечно большое количество бесконечно малых обратимых циклов Карно, совокупность которых будет вполне эквивалентна рассматриваемому циклу аЬсйа (фиг. 3-9). [c.65] Всякая термодинамическая система имеет в любом как равновесном, так и неравновесном состоянии вполне определенное и притом единственное значение энтропии. [c.66] Проинтегрировав обе части равенства (3-12) по какому-либо пути перехода из состояния 1 в состояние 2 и предполагая, что переход осуществляется обратимым путем, получим следующее выражение для разности энтропий в состояниях 2 я Г. [c.66] Рассмотрим какой-либо необратимый процесс. Допустим для определенности, что это есть процесс 1-2 в цикле аЬсёа (фиг. 3-11), в котором все остальные процессы обратимы, так что необратимость цикла аЬсйа обусловлена исключительно необратимостью участка 1-2. [c.67] Следовательно, изменение энтропии 45 = 52 — 51 при адиабатическом, процессе никогда не может быть отрицательным оно или равно нулю (при обратимом процессе), или больше нуля (при необратимом процессе). [c.67] Так как в изолированной системе всякий процесс изменения состояния системы является по условию адиабатическим, то из уравнения (3-18) вытекает, ЧТО энтропия изолированной системы не может убывать она или возрастает (при необратимых процессах), или остается постоянной (при обратимых процессах). [c.67] ПИЯ одних из них в процессе изменения состояния системы может увеличиться, а других — уменьшиться, однако сумма изменений энтропий всех участвующих в процессе тел, равная изменению энтропии всей системы, будет всегда положительна или в предельном случае при обратимом процессе равна нулю. [c.68] Возрастание энтропии при адиабатическом расширении тела в пустоту. Адиабатическое расширение тела в пустоту является типичным необратимым процессом и поэтому должно сопровождаться возрастанием энтропии. [c.68] Прежде чем приступить к определению приращения энтропии в рассматриваемом случае, напомним, что энтропия является функцией состояния и поэтому изменение энтропии при любом переходе тела из одного состояния в другое будет иметь одно и то же значение, равное разности энтропии в этих состояниях. Из этого следует, что если известно конечное состояние, достигаемое в результате действительного процесса, то обусловленное им изменение энтропии может быть найдено из рассмотрения какого-либо воображаемого обратимого перехода из начального в конечное состояние указанный прием определения изменения энтропии в действительных необратимых процессах имеет самое общее значение. [c.68] Возрастание энтропии в результате теплообмена при конечной разности температур. [c.68] Возрастание энтропии при диффузии. К числу основных необратимых процессов, кроме перечисленных, относится также процесс диффузии. Диффузия возникает в тех случаях, когда имеется смесь или раствор двух или нескольких веществ с различной концентрацией по объему, и заключается в выравнивании концентрации путем перехода вещества из мест с большей концентрацией в места с меньшей концентрацией. [c.68] Рассмотрим процесс диффузии двух веществ, происходящий в изолированной системе. [c.68] Обозначим начальные объемы обоих веществ, имеющих одни и те же значения температуры и давления °7через и а внутренние энергии их—через [/[ и Уу В результате диффузии каждое из веществ распространится по всему объему и будет занимать один и тот же объем У, равный сумме начальных объемов обоих веществ У° и У , а температура обоих веществ станет равной i. [c.68] Внутренняя энергия каждого из веществ после смешения или диффузии их изменится и будет иметь соответственно значения У] и и2- Так как подвода Гтепла извне нет, а вследствие неизменности общего объема системы работа при диффузии не совершается, то сумма внутренних энергий обоих веществ согласно первому началу термодинамики будет иметь постоянное значение, т. е. [c.68] Чтобы найти вызванное диффузией изменение энтропии системы вообразим сле -дующий обратимый процесс, переводящий систему из заданного начального состояния в конечное, т. е. достигаемое в результате диффузии, состояние. [c.69] Предположим, что оба вещества вначале находятся в различных частях одного и того же сосуда, равных по объему и К2 и отделенных друг от друга двумя подвижными полунепроницаемыми перегородками и Я2 (фиг. 3-12), из которых проницаема для первого вещества и непроницаема для второго, а Я2 — проницаема для второго вещества и непроницаема для первого . [c.69] Так как начальное и конечное состояния рассматриваемого обратимого процесса совпадают с состоянием обоих веществ до диффузии и после диффузии их, то iS будет равняться изменению энтропии в результате диффузии обоих веществ, т. е. [c.69] Следовательно, при диффузии двух веществ энтропия увеличивается, а так как рассматриваемый нами случай относится к диффузии в изолированной системе, то возрастание энтропии системы доказывает необратимый характер процесса диффузии. [c.69] Само собой очевидно, что тепло трения когда оно выделяется в самом теле и не рассеивается во вне, вполне эквивалентно равному количеству тепла, полученному телом от внешнего источника тепла, и поэтому в той же мере вызывает приращение энтропии тела. Этим результатом мы воспользуемся далее при рассмотрении процессов дросселирования и течения газов. [c.70] Вернуться к основной статье