Οι έννοιες των αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων διαδικασιών μπορούν να περιγραφούν μαθηματικά χρησιμοποιώντας την έννοια της εντροπίας. Αλλά προτού φτάσουμε στον ορισμό της εντροπίας, ας δούμε τις έννοιες των αναστρέψιμων και μη αναστρέψιμων διαδικασιών. καλούμε αναστρέψιμη διαδικασία ένα στο οποίο το σύστημα μπορεί να επιστρέψει αυθόρμητα στην αρχική κατάσταση (ή κατάσταση). Μη αναστρέψιμη διαδικασία είναι ένα σύστημα του οποίου το σύστημα δεν μπορεί να επιστρέψει αυθόρμητα στην αρχική του κατάσταση.
Καθώς έχουν ήδη αναφερθεί οι έννοιες των τύπων διεργασιών, ας πάμε στον ορισμό της εντροπίας. Ο εντροπία ενός συστήματος (S) είναι ένα μέτρο του βαθμού αποδιοργάνωσής του. Όσο μεγαλύτερη είναι η οργάνωση, τόσο χαμηλότερη είναι η εντροπία. Η εντροπία είναι ένα χαρακτηριστικό της θερμοδυναμικής κατάστασης, όπως και η εσωτερική ενέργεια, ο όγκος και ο αριθμός γραμμομορίων.
Κοιτάζοντας τα δοχεία στο παραπάνω σχήμα, βλέπουμε ότι το δοχείο 1 έχει ένα εντροπία μικρότερο από το άλλο. Εάν πάρουμε το δοχείο και το ανακινήσουμε, θα επαληθεύσουμε ότι οι «μπάλες» θα αναμιχθούν, ή μάλλον, αποδιοργανωμένες. Εάν ελέγξουμε το δοχείο 2, αφού το κουνήσουμε, θα παρατηρήσουμε ότι δεν είναι δυνατόν για τις μπάλες, αυθόρμητα, επιστρέψτε στον αρχικό οργανισμό τους, εάν συνεχίσουμε να κουνάμε το δοχείο.
Σε αναστρέψιμες ισοθερμικές (των οποίων η θερμοκρασία παραμένει πάντα η ίδια) αναστρέψιμες διαδικασίες, ορίζουμε την εντροπία ως την αναλογία θερμότητας (που δίνεται ή λαμβάνεται) προς τη θερμοκρασία. Έτσι, αντιπροσωπεύουμε την εντροπία σε ισοθερμικές διεργασίες ως εξής:
Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων, μετράμε την εντροπία στο joule / kelvin. Με βάση την έννοια που περιγράφουμε για την εντροπία, μπορούμε να διατυπώσουμε τον Δεύτερο Νόμο ως εξής:
Η αλλαγή εντροπίας ενός απομονωμένου συστήματος είναι πάντα θετική ή μηδενική. Η ισότητα ΔS = 0 εμφανίζεται όταν οι διαδικασίες είναι αναστρέψιμες: οι αναστρέψιμες διαδικασίες δεν αυξάνουν την εντροπία. Τα μεμονωμένα συστήματα, τα οποία ούτε δέχονται ούτε δίνουν θερμότητα στο περιβάλλον, μπορούν να αυξήσουν ή να διατηρήσουν σταθερά την εντροπία τους.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/entropia-segunda-lei.htm
