Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2
Энтропия және термодинамиканың екінші заңы
жүктеу/скачать 4,58 Mb. Pdf көрінісі
|
1o8jpdncqJpB9LArsctL2Ms8POaKSemXzuEP9c14
| Энтропия және термодинамиканың екінші заңы
Бірінші заңның негізгі функциясы - ішкі энергия. Оқшауланған жүйелердің ішкі энергиясы өзгермейді. Бұл бірінші заңның анықтамаларының бірі. Бірінші заң процестің өту-өтпеуін, оның бағытын және шегін көрсетпейді. Бұл сұрақтарға термодинамиканың екінші заңы жауап береді. Екінші занңың негізгі функциясы - энтропия. Негізінен энтропия арқылы жоғарыдағы мәселелер шешіледі. Энтропия ұғымы арқылы екінші заңға тағы бір анықтама беруге болады: энтропия - жүйенің біртекті күй функциясы. Бұл анықтама бірінші және екінші заңның формальді түрде ұқсастығын көрсетеді, яғни бірінші занда күй функциясы ретінде ішкі энергия алынса, екінші заңда энтропия алынады. Сонымен қатар бірінші заңнын негізгі теңдеуінде Q=dU+ A ішкі энергияның аз өзгеріске ұшыраған мөлшері толық дифференциал күйінде алынса, екінші заңның тендеуіндегі энтропияның өзгерісі де толық дифференциал болады (dS= Q / Т). Энтропия -жүйе күй функциясы, оның қасиеті, олай болса энтропияның өзгерісі процестің өту жолына тәуелсіз, тек алғашқы және соңғы күйіне байланысты. Жүйе қасиеті интенсивті және экстенсивті болып екі топқа бөлінетінін білеміз. Энтропия экстенсивті қасиетке жатады, демек ол қосылатын шама. Бұл (IV.8)-теңдеуден түсінікті. Ол Карно циклінде өтетін қайтымды процесс үшін табылған тендеу. Оны түрлендіріп жазсақ: Q қайтымды = TdS Мұндағы сол жақтағы шама жылу энергиясының аз мөлшердегі өзгерісі, олай болса оң жақтағы көбейтіндінің өлшемі де энергия өлшемімен алынады. Энергия екі түрлі қасиеттердің көбейтіндісі екенін білеміз, олар интенсивті және экстенсивгі қасиеттер. Яғни берілген көбейтіндіде абсолюттік температура - интенсивті қасиет болса, ал энтропия - экстенсивті қасиет. Энтропия аддитивті заңдарға бағынады, демек тепе-тендіктегі жүйенің энтропиясы оның барлық бөліктер энтропияларының қосындысына тең, ал энтропия өзгерісі сол бөліктердегі энтропия өзгерістерінің қосындысына тең. (ІV.8) - теңдеу Карно циклінде - идеал газ үшін алынған. Ал Карно-Клаузиус теоремасы бойынша жұмыскер дененің табиғаты циклді процестердің нәтижесіне әсер етпейді. Сондықтан (IV.8)-теңдеуді кез - келген жүйеге қолдануға болады. Тек бұл жүйеде қайтымды ғана процестер жүруге тиісті. Сөйтіп dS=( Qқайтымды )/ Т ; TdS= Q қайтымды (10) тендеулер қайтымды процестер үшін екінші заңның математика тіліндегі анықтамасы. Қайтымды процестер оқшауланған жүйеде өтетін болса: êêàéòûìäû Q 0, онда = dS=0 (10a) Жүйенің күйі шекті мәнге өзгеретін болса, (IV)-теңдеуден: S=S 2 -S 1 =fdS=f Q қайтымды T (11) Айналмалы процестер үшін энтропияның өзгерісі: fdS=0 (11 а), демек энтропияның өзгерісі нольге тең болады. Қайтымды процестер үшін екінші заң энтропияның болу және сақталуы туралы: заң болып шығады. Қайтымды процестер оқшауланған жүйеде өтетін болса (10а)-тендеу бойынша энтропия өзгермейді. Егер қайтымды процесс оқшауланбаған жүйеде өтетін болса, оның энтропиясы өзгереді, бірақ мұндайда айлаладағы ортаның да 38 энтропиясы өзгеруге тиісті. Осындай жағдайда процеске катысатын денелер энропияларының қосындысы тұрақты болады. Термодинамиканың екінші заңын қайтымсыз процестер үшін жүктеу/скачать 4,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|