Визначення ентропії - студопедія

Поняття про ентропію. Цикл Карно.

Ентропія - функція стану термодинамічної системи, яка характеризує хаотичність (невпорядкованість) системи. Ентропію часто називають наведеної теплотою, тому що вона надає ставлення теплоти до абсолютної температури газу.

Ентропія породжується всіма процесами, вона пов'язана з втратою системи здатності здійснювати роботу. Зростання ентропії - стихійний процес. Якщо обсяг і енергія системи постійні, то будь-який измение в системі збільшує ентропію. Якщо ж обсяг або енергія системи змінюються, ентропія системи зменшується. Однак, ентропія всесвіту при цьому не зменшується.

Для того, щоб енергію можна було використовувати, в системі повинні бути області з високим і низьким рівнями енергії. Корисна робота проводиться в результаті передачі енергії від області з високим рівнем енергії до області з низьким рівнем енергії.

· Зміна ентропії> 0
незворотний процес

· Зміна ентропії = 0
оборотний процес

· Зміна ентропії <0
Неможливий процес (нездійсненний)

Ентропія визначає відносну здатність однієї системи впливати на іншу. Коли енергія рухається до нижнього енергетичного рівня, де зменшується можливість впливу на навколишнє середовище, ентропія збільшується.

Ентропія визначається як:

Де S - ентропія (кДж / кг * К),

I - ентальпія (кДж / кг),

T - абсолютна температура (K).

Зміна ентропії системи викликано зміною змісту тепла в ній. Зміна ентропії дорівнює зміні тепла системи поділеній на середню абсолютну температуру (Ta):

Сума значень (i / T) для кожного повного циклу Карно дорівнює 0. Це відбувається через те, що кожному позитивному I протистоїть негативне значення i.

Ентропія адіабатично ізольованої системи не змінюється!

Приклад - Ентропія при нагріванні води

Процес нагрівання 1 кг води від 0 до 100 o C (273 до 373 K) при нормальних умовах.

Питома ентальпія для водипрі 0 o C = 0 кДж / кг (питома - на одиницю маси)

Питома ентальпія для водипрі 100 o C = 419 кДж / кг

Зміна питомої ентропії:

= ((419 кДж / кг) - (0 кДж / кг)) / ((273 К + 373 К) / 2)

Приклад - Ентропія при випаровуванні води

Процес перетворення 1 кг води при 100 o C (373 K) в насичений пар при 100 o C (373 K) при нормальних умовах.

Питома ентальпія пари при 100 o C (373 K) доіспаренія = 0 кДж / кг

Питома теплота пароутворення 100 o C (373 K) прііспареніі = 2 258 кДж / кг

Зміна питомої ентропії:

Повна зміна питомої ентропії випаровування води - це сума питомої ентропії води (при 0 o C) плюс питома ентропія пара (при температурі 100 o C).