Энтропия. Понятие энтропии введено Клаузиусом

Понятие энтропии введено Клаузиусом. Коэффициент полезного действия реальной тепловой машины всегда меньше h идеальной машины, т. е.

(6.55)

Выражение (6.55) можно записать в следующем виде

– неравенство Клаузиуса, (6.56)

где – приведенная теплота; знак «–» учитывает, что на каком-то участке цикла тепло отдается.

Из неравенства Клаузиуса следует, что для обратимого цикла алгебраическая сумма приведенной теплоты равна нулю.

Если разбить весь обратимый цикл Карно на бесконечно малые циклы, то для каждого из них можно записать

(6.57)

где – бесконечно малое количество теплоты, переданное (отнятое) телу при температуре Т.

Из (6.57) следует, что и является функцией состояния, которую Клаузиус назвал энтропией S, что по-гречески означает «превращение», т. е.

(6.58)

Изменение энтропии не зависит от пути перехода из одного состояния в другое, а определяется состоянием системы.

II начало термодинамики можно сформулировать, используя понятие энтропии. Если в изолированной системе происходят только обратимые процессы, то ее энтропия остается постоянной, т. е.

(6.59)

И, наоборот, при необратимых процессах энтропия в изолированной системе возрастает

(6.60)

В открытой системе энтропия может как возрастать, так и убывать, или оставаться неизменной.