Термодинамическая интерпретация

Если система при постоянной температуре Т поглощает извне теплоту Q и при этом совершается работа, то при обратимом процессе в системе происходит изменение функции состояния равное:

ΔS = Q_обр/T (1)

Эту функцию состояния назвали энтропия S. Для необратимого процесса это равенство превращается в неравенство:

ΔS > Q_обр/T (2)

Поскольку энтропия является функцией состояния, то ее изменение не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое, а определяется только значениями энтропии в исходном S_А и конечном S_В состояниях. Размерность энтропии [S] = Дж/моль∙К. В самопроизвольном процессе ΔS > 0

В равновесном процессе ΔS = 0

В не самопроизвольном процессе ΔS < 0

Существует много формулировок второго закона термодинамики. Приведем несколько из них.

В изолированной системе самопроизвольно протекают только те процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии.

Самопроизвольно тепло не может перейти от менее нагретого тела к более нагретому телу.

Единственным процессом в системе не может быть только переход теплоты в работу.

Легко показать, что в процессе изотермического расширения одного моля идеального газа изменение энтропии равно

ΔS = R∙lnV₂/V₁,

А при изменении температуры

ΔS = ΔС_р∙ lnТ₂/Т₁.