Расчетные формулы энтропии

Очень часто понятие энтропии используется в качестве меры деградации (рассеяния) энергии. Чем больше энтропия, тем большая часть энергии рассеивается в окружающее пространство, не превращаясь в полезную работу.

Следовательно, энтропия является мерой бесполезной теплоты, мерой обесцененной энергии, которая не может быть превращена в полезную работу. Она является мерой неупорядоченности состояния системы и растет не только с повышением температуры, но и при плавлении твердого вещества, при кипении жидкости, т.е. при переходе вещества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией. Ростом энтропии сопровождаются такие процессы, как расширение газа, растворение кристаллов, а также химические процессы, протекающие с увеличением объема или с увеличением числа частиц, когда возрастает неупорядоченность системы.

Наоборот, все процессы, связанные с упорядоченностью системы - охлаждение, конденсация, кристаллизация, сжатие, химические реакции, протекающие с уменьшением объема, числа частиц (например, полимеризация), - сопровождаются уменьшением энтропии.

Энтропия - экстенсивное свойство системы. Она зависит от массы. Если массу системы увеличить в n раз, то и элементарное количество энтропии dS увеличится в n раз:

или .

Как всякое экстенсивное свойство, энтропия обладает аддитивностью. Это означает, что энтропия системы равна сумме энтропий составных частей.

Энтропия пропорциональна массе, ее величина может быть отнесена к различному количеству вещества. Чаще всего эту величину относят к молю или грамму вещества.

совпадает с размерностью теплоемкости, однако из всего вышеизложенного не следует аналогия их физического значения.

Теплоемкость характеризует количество теплоты, необходимое для нагревания тела на 1 градус.

Энтропия же характеризует количество рассеянной энергии, отнесенное к 1 градусу данной температуры.

Итак, энтропия является функцией, определяющей направление протекающего процесса в изолированной системе:

· если в изолированной системе процесс сопровождается увеличением энтропии , то он является самопроизвольным,

· если в изолированной системе процесс сопровождается уменьшением энтропии , то он является несамопроизвольным,

· если в изолированной системе энтропия не меняется , это значит, что система находится в состоянии равновесия.