- •2.Натурфилософия античного мира
- •3.Методология и методы. Эмпирические методы
- •5.Теоретические методы исследования,
- •10.Понятие массы в современной физике. Его поливалентность. Принцип эквивалентности. Философские аспекты геометризации пространства.
- •11.Общая теория относительности. Доказательства её истинности.
- •12.Три закона Ньютона. Инерциальные системы отсчёта.
- •13.Динамика поступательного движения. Основные понятия и законы поступательного движения. Закон сохранения момента импульса.
- •15.Вращательное движение. Момент силы и момент импульса.
- •16.Уравнение динамики вращательного движения. Момент инерции.
- •17.Закон сохранения момента импульса.
- •19.Закон збереження енергії в термодинаміці
- •24. Основні поняття молекулярної фізики та термодинаміки
- •26 Робота при ізопроцесах
- •28Вн́утрішня ене́ргія тіла
- •31.Зворотні і незворотні процеси. Ентропія
- •32. Температурні цикли. Цикл Карно
- •29. Енергія, робота, теплота
31.Зворотні і незворотні процеси. Ентропія
В термодинаміціпоняття зворотних і незворотних процесів вживається в дещо іншому сенсі. Оскільки розглядаються системи, замікроскопічним станомяких прослідкувати неможливо, поняттня звороності зосереджується намакроскопічних станах. Один і той же макроскопічний стан еквівалентний дуже великому числу мікроскопічних станів.
Зворотнім процесом у термодинаміці називається такий процес, при якому термодинамічну систему можна перевести з кінцевого макроскопічного стану в початковий, проходячи через ті ж проміжні стани.
Зміни в мікроскопічному стані не приймаються до уваги. Зворотний процес у термодинаміці є обов'язково рівноважним процесом, тобто кожен проміжний стан є рівноважним станом.
Перехід від нерівноважного стану до рівноважного є незворотним процесом. Наприклад, якщо заповнити газом половину посудини, а потім вийняти перегородку, газ заповнить всю посудину. Цей процес неможливо провести в зворотному напрямку, хоча можна провести уявний експеримент, замінивши всі швидкості атомів газу на протилежні. Результатом цього експерименту було б збирання газу в одній половині посудини, однак в практичних випадках такі процеси не реалізуються.Незворотність процесів переходу від нерівноважного до рівноважного стану підсумовує другий закон термодинаміки.
Ентроп́ія S — в термодинаміціміраенергіїутермодинамічній системі, яка не може бути використана для виконанняроботи. Вона також є мірою безладдя, присутнього в системі.
Поняття ентропії було вперше введено у 1865роціРудольфом Клаузіусом. Він визначив зміну ентропії термодинамічної системи при оборотному процесі як відношення загальноїкількості теплотиΔQ, отриманої або втраченої системою, до величини абсолютної температури T:
Рудольф Клаузіус дав величині S назву «ентропія», утворивши її від грецького слова τρoπή, «зміна» (зміна, перетворення).
Рівність відноситься саме до зміни ентропії. У термодинаміці ентропія визначається лише з точністю до сталої.
Зв'язок між теплоємністюта ентропією дається формулою
Ентропія є екстенсивною величиною(залежить від маси і об'єму системи), тому сумарна ентропія двох систем
Ентропія є функцією стану системи, її зміна не залежить від способу переходу з кінцевого стану у початковий: . В самочинних процесах, які протікають в ізольованій системі, ентропія зростає(ΔS>0), а в оборотних рівноважних — вона незмінна (ΔS=0).
Ізоентропійність — незмінність ентропії; ізоентропійні п р о ц е с и — зміна стану фізичної системи, коли не змінюється її ентропія.
Перший початок термодинаміки, виражаючи закон збереження енергії й перетворення енергії, не дозволяє встановити напрямок протікання т/д процесів. Крім того, можна представити безліч процесів, що не суперечать I початку т/д, у яких енергія зберігається, а в природі вони не здійснюються. Можливі формулювання другого початку т/д:
1) закон зростання ентропії замкненої системи при необоротних процесах: будь-який необоротній процес у замкненій системі відбувається так, що ентропія системи при цьому зростає ΔS ≥ 0 (необоротний процес) 2) ΔS ≥ 0 (S = 0 при оборотному й ΔS ≥ 0 при необоротному процесі)
У процесах, що відбуваються в замкненій системі, ентропія не убуває.
2) З формули Больцмана S=,
отже, зростання ентропії означає перехід системи з менш імовірного стану в більш імовірний.
3) По Кельвіну: не можливий круговий процес, єдиним результатом якого є перетворення теплоти, отриманої від нагрівача в еквівалентну їй роботу.
4) По Клаузиусу: не можливий круговий процес, єдиним результатом якого є передача теплоти від менш нагрітого тіла до більш нагрітого.
Для опису т/д систем при 0 К використовують теорему Нернста-Планка (третій початок т/д): ентропія всіх тіл у стані рівноваги прагне до нуля в міру наближення температури до 0 К
З теореми Нернста-Планка випливає, що Cp = Cv = 0 при 0 К