Koncepcje procesów odwracalnych i nieodwracalnych można opisać matematycznie za pomocą pojęcia entropii. Zanim jednak przejdziemy do definicji entropii, przejdźmy do koncepcji procesów odwracalnych i nieodwracalnych. nazywamy proces odwracalny taki, w którym system może spontanicznie powrócić do pierwotnej sytuacji (lub stanu). Nieodwracalny proces to taki, którego system nie może spontanicznie powrócić do swojego pierwotnego stanu.
Ponieważ pojęcia rodzajów procesów zostały już wspomniane, przejdźmy do definicji entropii. TEN entropia systemu (S) jest miarą jego stopnia dezorganizacji. Im większa organizacja, tym niższa entropia. Entropia jest cechą charakterystyczną stanu termodynamicznego, podobnie jak energia wewnętrzna, objętość i liczba moli.
Patrząc na pojemniki na powyższym rysunku, widzimy, że pojemnik 1 ma entropia mniejszy niż drugi. Jeśli weźmiemy pojemnik i potrząśniemy nim, zweryfikujemy, czy „kulki” będą pomieszane, a raczej zdezorganizowane. Jeśli sprawdzimy pojemnik 2, po potrząśnięciu zauważymy, że kulki się nie dadzą, spontanicznie wróć do swojej pierwotnej organizacji, jeśli nadal będziemy się trząść pojemnik.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
W odwracalnych izotermicznych (której temperatura zawsze pozostaje taka sama) odwracalnych procesach, entropię definiujemy jako stosunek ciepła (oddawanego lub odbieranego) do temperatury. W ten sposób przedstawiamy entropię w procesach izotermicznych w następujący sposób:
W międzynarodowym układzie jednostek entropię mierzymy w dżulach/kelwinach. W oparciu o opisane przez nas pojęcie entropii możemy sformułować drugie prawo w następujący sposób:
Zmiana entropii systemu izolowanego jest zawsze dodatnia lub zerowa. Równość ΔS = 0 występuje, gdy procesy są odwracalne: procesy odwracalne nie zwiększają entropii. Systemy izolowane, które nie odbierają ani nie przekazują ciepła do otoczenia, mogą mieć jedynie zwiększoną lub utrzymywaną stałą entropię.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Brazylijska drużyna szkolna
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Entropia i drugie prawo”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/entropia-segunda-lei.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
