Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии. Расчет энтропии

Второй закон используется для выяснения направления протекания процессов и положения равновесия.

Формулировки:

-невозможен самопроизвольный переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому.

-невозможно создание вечного двигателя 2 рода, т.е. машины, которая периодически превращает тепло среды при постоянной температуре в работу.

-невозможен процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу.

Второе начало термодинамики для изолированных систем: в изолированных системах самопроизвольно идут только те процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии.

Энтропия – аддитивная величина, принимающая экстремальные значения при равновесии.

S=k*ln(W), где W – термодинамическая вероятность.

dS=δQ/T.

Окончательная формулировка: существует функция состояния – энтропия, приращение которой при обратимых процессах равно приведенному теплу; энтропия изолированной системы стремится к максимуму.

Объединенная формула 1 и 2 начала термодинамики. Свободная энергия Гиббса и Гельмгольца.

δA≤TdS-dU

при V,T=const Amax=T(S2-S1)-(U2-U1)=U1-TS1-(U2-TS2)=-∆F

F=U-TS (F-свободная энергия Гельмгольца)

При p,T=const

δA'max≤TdS-dU-pdV

A’max=T(S2-S1)-(U2-U1)-p(V2-V1)=(U1+pV1-TS1)-(U2+pV2-TS2)=-∆G

G=H-TS – свободная энергия Гиббса.