21.12
Второй закон термодинамики может быть сформулирован через физическую величину, энтропию. В ней говорится, что при любом необратимом процессе Вселенная становится более неупорядоченной.
Рассмотрим идеальный газ из n' молей, подвергающийся адиабатическому свободному расширению, что является необратимым процессом. Поскольку энтропия является функцией состояния, ее изменение в ходе этого процесса можно рассчитать, рассмотрев обратимый процесс с одинаковыми начальным и конечным состояниями.
Этот обратимый процесс можно аппроксимировать к изотермическому расширению.
Установлено, что общее изменение энтропии зависит от соотношения объемов газа до и после расширения. Здесь 'n' — это количество газа, а R — газовая постоянная.
Поскольку окружающая среда не обменивается теплом с газом, его энтропия остается постоянной. Следовательно, общая энтропия Вселенной увеличилась.
Состояние каждой молекулы газа, описываемое ее положением и скоростью, составляет микросостояние.
Больший объем газа подразумевает больше возможностей этих координат для каждой молекулы, следовательно, более неупорядоченную систему. Таким образом, энтропия количественно определяет беспорядок.
Второй закон термодинамики может быть выражен количественно с использованием понятия энтропии. Энтропия является мерой беспорядка системы.
Связь между…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.