Η εντροπία S, που εισήγαγε ο Clausius, δίνει ποσοτική μορφή στον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο: σε κάθε μεταβολή απομονωμένου συστήματος η εντροπία αυξάνεται, και μικροσκοπικά μετρά την αταξία, όπως έδειξε ο Boltzmann.
Β΄ Λυκείου · Φυσική θετικών · 25 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Η εντροπία S εισήχθη από τον Clausius για να γίνει ποσοτικός ο δεύτερος νόμος. Σε πολύ μικρή αντιστρεπτή μεταβολή ΔS = ΔQ/T, με μονάδα 1 J/K.
Όταν το σύστημα απορροφά θερμότητα η εντροπία του αυξάνεται, όταν αποβάλλει μειώνεται· η σχέση δίνει τη μεταβολή, όχι την ίδια την εντροπία.
Σε μεγαλύτερη αντιστρεπτή μεταβολή αθροίζουμε: SB − SA = ΔQ1/T1 + ΔQ2/T2 + … + ΔQν/Tν.
Η μεταβολή της εντροπίας εξαρτάται μόνο από την αρχική και την τελική κατάσταση, όχι από το αν η μεταβολή είναι αντιστρεπτή ή μη.
Σε μονωμένο σύστημα δύο σωμάτων με TA > TB, όταν περνά θερμότητα από το Α στο Β, ΔS = −|ΔQ|/TA + |ΔQ|/TB > 0: σε απομονωμένο σύστημα η εντροπία αυξάνεται και γίνεται μέγιστη στην ισορροπία.
Η αύξηση της εντροπίας μειώνει την ικανότητα του συστήματος να παράγει ωφέλιμο έργο.
Ο Boltzmann, τη δεκαετία του 1870, έδειξε ότι η εντροπία μετρά την αταξία: όταν σώμα συγκρούεται με εμπόδιο, η ενέργεια μένει ίδια αλλά οι κινήσεις των μορίων γίνονται άτακτες και η εντροπία αυξάνεται.
Θερμοδυναμικό μέγεθος με σύμβολο S και μονάδα το 1 J/K. Σε πολύ μικρή αντιστρεπτή μεταβολή η μεταβολή της είναι ΔS = ΔQ/T. Μικροσκοπικά συνδέεται με την αταξία των σωματιδίων του συστήματος.
Πώς διατυπώνεται ο δεύτερος νόμος με την εντροπία;
Σε κάθε μεταβολή ενός απομονωμένου συστήματος η εντροπία αυξάνεται και γίνεται μέγιστη όταν το σύστημα φτάσει σε ισορροπία.
Γιατί η αύξηση της εντροπίας σημαίνει λιγότερο ωφέλιμο έργο;
Όσο δύο σώματα έχουν διαφορετική θερμοκρασία μπορεί να δουλέψει μια θερμική μηχανή ανάμεσά τους. Όταν οι θερμοκρασίες εξισωθούν, η εντροπία είναι μέγιστη και η δυνατότητα για έργο χάνεται, αν και η ενέργεια δεν μειώθηκε.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.