0000018 (17)

Natomiast w stanie stacjonarnym zachodzą procesy tworzące entropię, szybkość tworze-

dS,

nia entropii jest różna od zera — 9* 0, jest jednak stała i ma wartość najmniejszą (dowód pomijamy). Entropia układu w stanie stacjonarnym jest mniejsza od maksymalnej.

Stan stacjonarny przeanalizujemy na przykładzie przewodzenia ciepła. Dwa ciała, jedno o temperaturze wyższej T_v drugie — niższej T₂, są połączone prętem przewodzącym ciepło (ryc. 5.1). Pręt ten od ciała o temperaturze T_l otrzymuje w jednostce czasu ilość d Q

ciepła — 1 tyleż samo traci na rzecz ciała o temperaturze T.,. Wraz z ciepłem pręt otrzymuje

, d Q    „    d Q

entropię dS_e = — i oddaje dS_e = — — . W związku z tym, że T{> T„ jest: |d<S^| < |dS"| ^Tl    T-2

a więc szybkość wymiany entropii

d.S',.    dS,    dS¹,    ^

dr    d/    dt

Entropia pręta, wymieniana w jednostce czasu z otoczeniem jest tijemna, jednak tyleż .. d S,

samo dodatniej entropii — tworzy się w pręcie wskutek nieodwracalnego procesu

przewodzenia ciepła. W każdym, nawet bardzo małym obszarze pręta, istnieje źródło entropii starające się doprowadzić do wyrównania temperatur. Przeciwstawia się temu

d S.

Ryc. 5.1. Stan stacjonarny podczas przewodzenia ciepła. Szybkość wymiany entropii--jest równa

dr

d S,

szybkości jej tworzenia -. Entropia układu (pręta) nie zmienia się.

dr

wymiana entropii między obszarami sąsiednimi. Dany obszar pręta przyjmuje w temperaturze T mniej entropii, aniżeli oddaje w nieco niższej T — dT (porównaj ryc. 5.1). Entropia pręta jako całości nie zmienia się, jest on w stanie stacjonarnym. Zmienia się jednak entropia otoczenia. Entropia całego układu złożonego ze źródła, ujścia oraz pręta rośnie zgodnie z drugą zasadą termodynamiki.

5.2. Problemy transportu 5.2.1. Transport przy udziale jednego bodźca

Mówiąc o transporcie w termodynamice mamy na myśli przemieszczanie się energii (np. przewodnictwo ciepła), substancji (np. reakcje chemiczne, dyfuzja), naboju elektrycznego (np. przewodzenie prądu elektrycznego) itd. Każdy z tych transportów wymaga działania

118