Представления об обратимых и необратимых процессах можно описать математически, используя понятие энтропии. Но прежде чем мы перейдем к определению энтропии, давайте перейдем к концепциям обратимых и необратимых процессов. мы называем обратимый процесс тот, в котором система может спонтанно вернуться в исходную ситуацию (или состояние). Необратимый процесс тот, чья система не может спонтанно вернуться в исходное состояние.
Поскольку понятия типов процессов уже упоминались, перейдем к определению энтропии. В энтропия системы (S) является мерой степени ее дезорганизации. Чем крупнее организация, тем ниже энтропия. Энтропия является характеристикой термодинамического состояния, как внутренняя энергия, объем и количество молей.
Глядя на контейнеры на рисунке выше, мы видим, что контейнер 1 имеет энтропия меньше, чем другие. Если мы возьмем емкость и встряхнем ее, мы убедимся, что «шарики» перепутались, а точнее, неорганизовались. Если мы проверим контейнер 2, то после встряхивания мы заметим, что это невозможно для шариков, спонтанно вернемся к своей первоначальной организации, если мы продолжим встряхивать контейнер.
В обратимых изотермических (температура которых всегда остается неизменной) обратимых процессах мы определяем энтропию как отношение тепла (отданного или полученного) к температуре. Таким образом, мы представляем энтропию в изотермических процессах следующим образом:
В Международной системе единиц энтропия измеряется в джоуль / кельвин. Основываясь на описанной нами концепции энтропии, мы можем сформулировать Второй закон следующим образом:
Изменение энтропии изолированной системы всегда положительно или равно нулю. Равенство ΔS = 0 имеет место, когда процессы обратимы: обратимые процессы не увеличивают энтропию. Изолированные системы, которые не получают и не отдают тепло в окружающую среду, могут только увеличивать или поддерживать постоянную энтропию.
Домициано Маркес
Закончил факультет физики
Бразильская школьная команда
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/entropia-segunda-lei.htm