Энтропия как мера молекулярного беспорядка

Энтропия. С молекулярной точки зрения односторонность процесса означает, что в конечном состоянии расположение частиц в пространстве более вероятно, чем в начальном. Наиболее вероятное хаотичное состояние!

Отличить обратимые процессы от необратимых позволяет энтропия (S).

S=R*lnW

W-величина, называемая т\кой вероятностью – определяет число способов, которыми из данного числа частиц может быть построено тело;

R – газовая постоянная, постоянная Больцмана.

Поскольку S эквивалентна вероятности (W), то с увеличением W возрастёт и S. Это означает переход системы от наименее вероятного состояния к наиболее вероятному.

Наиболее вероятное – состояние теплового равновесия. При этом прекращаются все виды теплообмена, и темп-ры всех частей т\кой системы одинаковы.

S стремится к max (в сост.равновесия)

Для приращения S характерно выведенное из уравнения Клаузиуса соотношения:

делS>=q\T

q – темп.,передаваемая телу

T – темп.тела (в этом случае – обратимые процессы)

Если делS>q\T, то это характеризует необратимость процессов.

Общая энтропия системы возрастает!

Из закона возрастания энтропии замкнутой системы следует невозможность создания вечного двигателя, т.е. машины, которая содержала бы работу только за счёт охлаждения источника тепла, т.е. без передачи тепла более холодному телу.

Энтропия не только характеризует направленность природных процессов, но и является мерой Хауса; уменьшение энтропии характеризует упорядоченность системы.

Ещё одно важное следствие 2го закона т\ки – это связь между энтропией и информацией. Информация – любое сведение, переданное от одного объекта другому.

Учёный Шеннон разработал статистическую теорию информации и ввёл понятие информационной энтропии. Она явл-ся мерой неопределённости, которая базируется на вероятностном подходе.

В случае с молекулами информация о нахождении молекулы в том или ином месте пространства больше, если все частицы находятся в одной части объёма.

Чем более система упорядочена, тем меньше энтропия, тем больше знания о системе.

Статистическое истолкование энтропии ограничивается только макросистемой. Для мегомира нет понятия наиболее вероятного состояния, поэтому, принадлежащая Клаузиусу гипотеза о тепловой смерти Вселенной (вся энергия станет тепловой, и она не распределится по всей Вселенной), не правомочна.