Физика

за сваког по нешто

Ентропија

Преузми Word документ

Дати термодинамички систем се може наћи само у два различита стања: равнотежном и неравнотежном. Сваки систем спонтано, после неког времена, прелази у стање термодинамичке равнотеже. Таквом стању одговара највећа вероватноћа или највећа неуређеност.

Као што смо видели, смер термодинамичких процеса је такав да систем прелази из уређенијег стања у неуређеније.

Дакле: неуређеност (хаос) у термодинамичком систему представља његово равнотежно стање, док ред представља неравнотежно стање термодинамичког система.

Посматрани термодинамички систем може бити ближе или даље од равнотежног стања, тј. у стању мање или веће неуређености.

У физици је уведена физичка величина ентропија којом се описује степен неуређености система. Ентропија се означава словом Ѕ, а мерна јединица је \frac{J}{K}.

Ентропија је мера неуређености система. Што је систем неуређенији то му је ентропија већа. Повећање ентропије означава повећање нереда у систему. Ентропија се повећава све док систем не пређе у равнотежно стање.

Ентропија је битна јер се помоћу ње може дати општа формулација II принципа термодинамике, која вази за све процесе (не само за топлотне).

Ентропија изолованог система у току времена може да се повећава или да остане иста, али не може да се смањи јер би то значило да се уређеност система спонтано повећава. Када систем достигне равнотежно стање његова ентропија се више не мења.

Ентропија неког система може да се промени или променом температуре или деловањем неке спољашње силе.

Значи, ентропија је мера неуређености система. Што је систем неуређенији, његова ентропија је већа.

Ако ентропију изолованог термодинамичког система у почетном стању означимо са Ѕ1, а у коначном стању са Ѕ2. При спонтаном прелазу из почетног у коначно стање ентропија система се повећава:

S_{2}>S_{1}

\triangle S=S_{2}-S_{1}

\triangle S\geq 0

  • знак неједнакости – односи се на неравнотежна стања
  • знак једнакости – односи се на равнотежна стања

У изолованом систему се одвијају само такви процеси код којих се ентропија система не смањује. На основу овога можемо да закључимо у ком смеру теку природни процеси без спољашње интервенције. У природи се спонтано одигравају такви процеси код којих ентропија расте.

II принцип термодинамике Топлотни мотори и расхладни уређаји