311

A HibUl. IM1U.1 ,Vv»«    r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS »*}

10 S ENTROPIA

31)

10.5. ENTROPIA

W poprzednich paragrafach zostało wprowadzone pojęcie entalpii swobodnej, termodynamicznej funkcji stanu, za pomocy której można określić kierunek procesów przebiegających samorzutnie w warunkach stałej temperatury i ciśnienia. Dla określenia kierunku procesów samorzutnych można posłużyć się także inną funkcją termodynamiczną, noszącą nazwę entropia. Entropię. S, układu określamy jako funkcję, której zmianę d5 przedstawia iloraz ciepła wymienionego przez układ w procesie odwracalnym, dq^„. i temperatury bezwzględnej. T. w której wymiana ciepła nastąpiła:

d</„t«

dS

(10 19)

Entropia jest funkcją stanu, a więc jej zmiany zależą tylko od stanu początkowego i końcowego, mc zalezą natomiast od drogi, na której dany proces się odbywał. Zmiana entropii w procesie nieodwracalnym jest więc taka sama, jak w procesie odwracalnym, ale zmianę tę można obliczyć jednoznacznie, rozpatrując tylko proces odwracalny. Dla procesu nieodwracalnego

d</,u_c„dpi d</,_Jui

ÓS

(10 20)

T ' T

Zmianę entropii towarzyszącą iz.otermicznej ekspansji gazu doskonałego od objętości t’i do i¹: możemy obliczyć rozważając izotermiczną i odwracalną ekspansję gazu opisaną w p. 9 2. Zmianę entropii, AS, obliczymy całkując równ. (10.19)

as = Sz-s, = j’ds = j’= i

odwracalnej ekspansji gaz doskonały pobiera ciepło określone

(10.21)

W czasie izolcrtnicznej równaniem (9.5)

i stąd

= iiRTUt — U|

t’»

nRT In —

AS =

-!i=„/Mn-

U|

(10.22)

Wzrostowi objętości gazu doskonałego towarzyszy wzrost jego entropii, nic jest z mm natomiast związana żadna zmiana energii wewnętrznej (p. 9.2).

Zauważmy teraz, zc ciepło było przekazywane do układu z otoczenia, które w każdej chwili pi/emiany odwracalnej pozostawało praktycznie w równowadze z układem. Panowała w mm taka sama temperatura, a ciśnienie zewnętrzne, przeciwko któremu ekspandujący gaz wykonywał pracę, było w każdej chwili praktycznie takie sarno, jak ciśnienie wewnątrz gazu. Otoczenie układu, oddając ciepło, zmieniło swoją entropię o wartość

a i-    śrnlw