Понятие энтропии. Свойства энтропии. Размерность

Понятие энтропии было впервые введено в 1865 году Рудольфом Клаузиусом. Он определил изменение энтропии термодинамической системы при обратимом процессе как отношение изменения общего количества тепла ΔQ к величине абсолютной температуры T:

.

Рудольф Клаузиус дал величине S имя «энтропия», от греческого «энтропос» - возвращение, поворот. Данное равенство относится к изменению энтропии, не определяя полностью саму энтропию.

Эта формула применима только для изотермического процесса (происходящего при постоянной температуре).

Её обобщение на случай произвольного квазистатического процесса выглядит так:

в интегральной форме

или в дифференциальной форме , Þ .,где dS — приращение (дифференциал) энтропии, а δQ — бесконечно малое приращение количества теплоты.

Каждое состояние тела характеризуется определенным значением энтропии .

Тождество Клаузиуса( ) говорит, что при замкнутых обратимых процессах энтропия не меняется.

Энергия сохраняется, поэтому она не может указывать направление процессов. Все реальные процессы необратимы, поэтому в замкнутых системах они идут в направлении возрастания энтропии. Т.о. энтропия указывает направление реальных процессов. Рост энтропии означает все большую недоступность превращения тепла в работу. Максимум энтропии соответствует состоянию равновесия.

Энтропия экстенсивная величина, она пропорциональна количеству вещества. .

Энтропия обладает свойством аддитивности: энтропия системы равна сумме энтропий тел, входящих в систему. Этим свойством так же обладают внутренняя энергия, масса, …. Не обладают этим свойством давление, температура. Физический смысл имеет не сама энтропия, а ее изменение.

Обратимые адиабатические процессы, для которых , характеризуются постоянной энтропией , поэтому их можно назвать изоэнтропийные.

Энтропия изолированной системы при протекании необратимых процессов возрастает.

Энтропия идеального газа является функцией .

Выражение для энтропии - функции состояния одного моля идеального газа: , где - уровень отсчета энтропии.