Энтропия. Понятие энтропии основано на резком различии между обратимым и необратимым процессами

Понятие энтропии основано на резком различии между обратимым и необратимым процессами. Энтропия определяется двумя ее наиболее важными свойствами, а именно: 1) в любом обратимом процессе изменение энтропии системы измеряется частным от деления теплоты, полученной системой, на ее абсолютную температуру; 2) во всяком самопроизвольном необратимом процессе изменение энтропии больше этой величины. Второй закон термодинамики утверждает, что энтропия S, подобно внутренней энергии, есть функция состояния системы и не зависит от способа, которым система приведена в данное состояние; для любого изменения, в течение которого поглощается теплота. dS>dq/T для самопроизвольного необратимого процесса, dS=dq/T для обратимого процесса. Таким образом, получается:

dE=TdS-PdV.

Для термически изолированной системы dq=0; следовательно, dS>0 для необратимого процесса, то есть для реального процесса, процесса с конечной скоростью. Так как Вселенная представляет собой замкнутую систему, то ее энтропия должна непрерывно возрастать. Этот вывод часто используется для выражения второго закона термодинамики. Точно так же, как давление влияет на химические реакции благодаря изменениям объема, сопровождающим реакции, температура действует на химические реакции через изменения энтропии, связанные с этими реакциями. Энтропия чистого вещества представляет собой положительную величину.

Система обладает энергией, если она: 1) способна производить механическую или электрическую работу, 2) способна излучать и 3) содержит некоторое количество теплоты. Таким образом, возможность осуществлять реакции зависит: 1) от изменения энтропии; 2) от притока или расхода тепла, участвующего в первом процессе и 3) от величины работы, которая должна быть совершена над системой или самой системой.