De concepten van omkeerbare en onomkeerbare processen kunnen wiskundig worden beschreven met behulp van het concept van entropie. Maar voordat we bij de definitie van entropie komen, laten we eerst kijken naar de concepten van omkeerbare en onomkeerbare processen. wij bellen omkeerbaar proces een waarin het systeem spontaan kan terugkeren naar de oorspronkelijke situatie (of toestand). Onomkeerbaar proces is iemand wiens systeem niet spontaan kan terugkeren naar zijn oorspronkelijke staat.
Aangezien de concepten van de soorten processen al zijn genoemd, gaan we naar de definitie van entropie. DE entropie van een systeem (S) is een maat voor de mate van desorganisatie. Hoe groter de organisatie, hoe lager de entropie. Entropie is een kenmerk van de thermodynamische toestand, evenals interne energie, volume en het aantal mol.
Als we naar de containers in de bovenstaande figuur kijken, zien we dat container 1 een entropie kleiner dan de andere. Als we de container nemen en ermee schudden, zullen we controleren of de "ballen" door elkaar worden gehaald, of beter gezegd, ongeorganiseerd. Als we container 2 controleren, zullen we na het schudden merken dat het niet mogelijk is voor de ballen, spontaan terugkeren naar hun oorspronkelijke organisatie, als we doorgaan met het schudden container.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
In omkeerbare isotherme (waarvan de temperatuur altijd hetzelfde blijft) omkeerbare processen, definiëren we entropie als de verhouding van warmte (gegeven of ontvangen) tot temperatuur. We stellen dus de entropie in isotherme processen als volgt voor:
In het Internationale Stelsel van Eenheden meten we entropie in joule/kelvin. Op basis van het concept dat we beschrijven over entropie, kunnen we de Tweede Wet als volgt formuleren:
De entropieverandering van een geïsoleerd systeem is altijd positief of nul. De gelijkheid ΔS = 0 treedt op wanneer processen omkeerbaar zijn: omkeerbare processen verhogen de entropie niet. Geïsoleerde systemen, die geen warmte ontvangen of doorgeven aan de omgeving, kunnen alleen hun entropie laten toenemen of constant houden.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde
Brazilië School Team
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Entropie en de tweede wet"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/entropia-segunda-lei.htm. Betreden op 27 juni 2021.
