Некоторые формулировки 2-го закона

§ Коэффициент полезного действия тепловой машины не зависит от природы рабочего тела (идеальный газ, пар, воздух), а определяется только интервалом температур нагревателя и холодильника.

η= (T₁-T₂)/T₁

§ Теплота не может самопроизвольно переходить от более холодного тела к более горячему.

§ Вечный двигатель 2-го рода невозможен. (Вечный двигатель 2-го рода - тепловая машина, превращающая всю теплоту в работу).

Математическое выражение 2-го закона термодинамики для любого произвольного процесса dS > (δQ)/T

В том случае, когда отсутствуют теплообмен между системой и окружающей средой (SQ >= 0), т.е. система изолирована.

dS>0

Таким образом, если система изолирована, при протекании в ней обратимых процессов энтропия не изменяется, при необратимых процессах она растёт, т.е. энтропия является критерием самопроизвольных процессов в изолированных системах.

Увеличение энтропии связанно с усилением хаотического движения молекул, т.е. рост энтропии связан с увеличением неупорядоченности в системах, т.е. энтропия - мера беспорядка.

ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТРОПИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ

1. Изотермический процесс (Т = const)

dS = δQ/T; δQ =L (теплота фазового перехода)

2. Адиабатный процесс (ΔQ=0)

ΔS = ∫δQ/T =0

3. Изобарный процесс (p=const)

δQp=CpdT; δQp=TdS; CpdT=TdS

dS=CpdT/T; ΔS = ∫CpdT/T = Cp lnT₂/T₁.

4. Изохорный процесс (V=const)

ΔS=CvlnT₂/T₁.

ПАСТУЛАТ ПЛАНКА

Планк выдвинул пастулат:

Энтропия любого индивидуального бездефектного кристаллического вещества при абсолютном нуле равна 0.

S₀=0

В соответствии с этим постулатом для идеального твёрдого тела энтропия равна: S = ∫Cp/TdT,

а для вычисления энтропии газа при некоторой Т:

S =∫Ср(т)/ T dT + L_пл/Т_пл + ∫Ср(ж)/Т dT + L_исп/Т_исп + ∫Ср(г)/Т dT

L_пл, L_исп теплоты фазовых переходов при плавлении и испарении.