Entropia şi semnificaţia ei. Principiul II al termodinamicii.

încet de 13-a lecție de termodinamică

vom discuta despre noțiunea de

entropie și despre principiul al

doilea al termodinamicii în lecția

precedentă de termodinamică am

discutat despre ciclul carnot care

a adus la așa numita teoremă Carlo

care spune că randamentul oricărei

mașini termice este mai mic decât

randamentul carnot al unei ipotetice

mașinii de ale bazată pe ciclu

carnot această inegalitate poate

fi scris în felul următor 1 plus

q cedat căldura cedată împărțită

la căldura primită este mai mic

sau egal decât 1 minus temperatura

sursei reci împărțită la temperatura

sursei calde întrun ciclu carnot

reamintesc că tu cedat este mai

mic decât 0 pe când q primit este

mai mare decât 0 putem scrie aceasta

inegalitate în felul următor Deci

mod Evident am simplificat 1 și

am trecut raportul de temperaturi

în partea stângă și Înmulțind această

inegalitate cu q primit împărțit

la rece obținem inegalitate echivalentă

qc dat împărțit la trec temperatura

rece plus q primit împărțit la

temperatura caldă este mai mic

sau egal cu 0 aceasta intru mașină

termică Evident la care se referă

Dar măcar nu Clau stiu sa generalizat

această inegalitate la cazul și

mai generală al mai multor procese

ce au loc între o mașină termică

spunând că în general suma rapoartelor

dintre căldura și temperatura dura

fiecărui proces din un ciclu dintr

o mașină termică este mai mică

sau egală cu 0 de asemeni a introdus

entropia Care este un parametru

de stare a cărui variație Deci

Delta l este plin definiție această

mărime suma rapoartelor dintre

căldură și temperatură pentru toate

procesele din ciclul unei mașini

termice și în consecință variația

Delta is care va fi pentru Opel

stării finale minus entropia stării

inițiale este mai mică sau egală

cu 0 o mașină termic din nou vorbim

de entropie stări pentru pentru

Opel este un parametru de stare

definită în felul următor entropia

s.ar proprietatea importantă de

a cuantifica gradul de dezordine

din sistemele termodinamice în

particular inițial în felul acesta

de introducere a în sistemele termodinamice

care sunt mașini termice Dar vom

vedea că putem extinde în cazul

general de ce facem această afirmație

Să considerăm din nou o mașină

termică mașina termică scade gradul

de dezordine adică scade intropia

dar se transformă căldura Care

este o formă de energie manifestată

prin agitația termică haotică din

gazul dinăuntrul mașinii În lucrul

mecanic efectuat Care este o mișcare

ordonată explica imediat mașina

ideală de tip karna va observa

entropia pentru că în mașina de

tip dai de ala de tip carte nouă

procesul este ciclul este reversibil

asta înseamnă că entropia finală

va fi egal cu intropia finală și

Deci voi obține 0 să revenim la

acest grad de dezordine orice mașină

termică funcționează pe un principiu

de genul următor avem un compartiment

umplut cu un gaz și un piston în

Deci Nona avem un gaz cu molecule

ce dăm o anumită sau sistemul gazul

primește o anumită energie pozitivă

sub formă de căldură căldură primită

Bineînțeles că asta va duce la

creșterea agitației termice din

interiorul sistemului Care este

o formă de energie haotică dezordonată

după cum am văzut mișcarea browniană

sau agitația termică este haotică

dezordonată dar în fază ulterioară

această energie se transformă în

lucru mecanic care duce la deplasarea

pistonului această mișcare datorată

lucrului mecanic efectuat este

o mișcare ordonată Este o formă

ordonată de energie în concluzie

entropia este parametrul care se

referă la gradul de dezordine dintru

în sistem cu anumită energie iar

variația entropiei se referă la

gradul de creștere a ordinii sau

ordinei din sistem în timp ce el

trece de la o stare la alta printr

un proces teorema karnaugh Deci

spune că pentru mașini termice

adică cel ce folosesc procese ciclice

entropia scade adică deltaic mai

mic decât 0 în procesele reale

sau mașini reale care au la bază

procese reversibile și e este egală

cu zero adică intropia se conservă

în cazul ideal al unei mașinii

de ale ce se bazează pe un proces

reversibil Bun dar ce se întâmplă

în natură toate acestea această

discuție despre entropie Până acum

a fost bazată pe mașini termice

care sunt construite de către oameni

dar să ne gândim acum Să considerăm

acum procesele termodinamice ce

au loc în natură vom vedea în curând

că în natură se întâmplă exact

invers și anume că procesele sunt

nici price și pentru acest tip

în procesele ciclice variația entropiei

este întotdeauna pozitivă sau egal

cu zero adică intropia invers crește

în natură și nu scade mai mult

în aproape întotdeauna sau întotdeauna

în natură procesele sunt și ireversibile

și în acest caz putem spune că

Delta s este mai mare decât zero

Deci în natură entropia crește

gradul de dezordine întotdeauna

crește dezordinea crește natură

și nu scade Haideți să vedem un

exemplu foarte generic și anume

celor două sisteme aflate în contact

și izolate de restul Universului

Deci care sunt în contact numai

între ele două un soir această

pereche ar fi sistem un sistem

termodinamic și mediul exterior

lui ele se află în contact și de

schimbă căldura o anumită căldură

de cantitate de căldură q între

ele pornind de la temperaturile

inițiale T1 și T2 să trasăm diagrama

temperatură timp deci pe axa verticală

avem temperatura în grade Kelvin

taxă orizontală timpul în secunde

acest tip de diagramă la studiat

când am discutat despre ecuația

calorimetrica Deci cele două sisteme

pornesc de la momentul inițial

t 0 la temperaturile de 2 și 1

și fiind în contact bineînțeles

vor schimba căldură între ele în

felul acesta stabilind un echilibru

termic la o temperatură finală

De ce avem o cedare a căldurii

q cedat este egal cu minus Q și

Deci este negativ de către corpul

cald către corpul rece cu temperatură

mai mică care va primi o aceeași

cantitate de căldură nici care

va fi plus q și pozitiv și în felul

acesta se ajunge la Starea de echilibru

termic între cele două corpuri

să scriem variația de oprire acest

caz Delta s prin definiție este

suma după ai dinții împărțit la

3 în cazul nostru putem putem scrie

ca fiind q împărțit la T1 minus

Q împărțit la T2 căldurile sunt

aceleași pentru că sistemul în

întreg întregul lui este izolat

de ce cedează corpul cad primește

corpul rece iar temperaturile în

mod Evident au următoarea ordine

te 2 este mai mare decât unul prin

definiție pentru că corpul cald

cedează energie și corpul rece

o primește În consecință putem

scrie că Delta este mai mare decât

0 dacă te 2 este mai mare decât

1 atunci și eu împărțit la t 2

este mai mic decât q împărțit la

T1 Deci Delta sa mai mari decât

0 Deci în acest caz foarte generic

pentru Opel finală este mai mare

decât pentru o perniță a întradevăr

observăm că în natură în modul

cel mai natural entropia crește

adică gradul de dezordine crește

și nu scade putem vedea acest lucru

în experiența noastră de zi cu

zi ca să exemplifici foarte simplu

Să considerăm o grămadă de cărămizi

o activitate tipică omului care

întâlnește o grămadă de cărămizi

ar fi să construiască ceva cu ele

Deci o activitate umană omul în

general omul crește gradul de ordine

al sistemului va începe să construiască

un zid Spre exemplu acest zid este

în mod Evident mai ordonat decât

în starea inițială Deci Delta s

este mai mic decât 0 omul tinde

să crească ordinea sistemelor asupra

cărora acționează invers natura

acționând asupra acestei grămezi

de cărămizi un timp îndelungat

foarte puțin probabil să construiască

ceva Mai degrabă o va transforma

prin eroziune și prin varii procese

între o grămadă de moloz sau de

de praf Deci natura Tinder să crească

intropia adică să crească nivelul

de dezordine din sistem și întradevăr

putem vedea Este evident că în

această stare finală obținută pentru

un proces natural dezordinea este

mai mare decât în starea inițială

mașina termică fiind o construcție

umană va tinde să crească și ea

ordinea adică să scadă entropia

principiul al doilea al termodinamicii

se referă la procese naturale și

spune că un proces natural adică

de tipul al doilea între două stări

de echilibru se desfășoară în sensul

care duce la creșterea entropia

a ansamblului format din sistem

și mediul exterior Deci în natură

în general întotdeauna obținem

o intropia finală mai mare decât

pentru Opa inițială adică un grad

mai mare de dezordine acest lucru

poate fi scris cu ajutorul principiului

1 al termodinamicii ca următoarea

inegalitate temperatura variația

entropiei este mai mare sau egală

decât variația energiei interne

plus lucrul mecanic va duc aminte

că principiul 1 al termodinamicii

spunea că q este egal cu Delta

u m plus el combinând cele două

principii obținem această ecuație

în care egalitatea are loc pentru

proces reversibil din nou în natură

de obicei nu avem procese reversibile

decât dacă le construim întrun

anumit fel ceea ce înseamnă iarăși

intervenția omului Deci în general

principiile 1 și 2 se pot combina

între inegalitate care spune câte

ori Delta este mai mare decât de

al tau plus real consecințele acestui

principiu al doilea al termodinamicii

și al noțiunii de entropie în general

sunt foarte importante în fizică

Spre exemplu noțiunea de timp definiția

timpului se leagă de principiul

al doilea al termodinamicii și

anume creșterea entropia iei și

principiul cauze efect Deci timpul

este ordinea proceselor care leagă

stării de tip cauză a fact prin

care entropia crește Deci sensul

de creștere al ale rochiei de o

axă o coordonata timpului de sensul

coordonatei timp Deci acest principiu

al termodinamicii de și am plecat

de la motoare termice în construcția

lui are implicații în felul final

în care este formulat mult mai

largi cu aplicabilitate mult mai

largă În