Entropiya. Termodinamikaniń úshinshi nizami

Entropiyaniń ósiw nizami

Entropiyaniń molekulyar sistemasin ashiw ushin berik sistemasin qaraymis bunday sistemada teń salmaqliliq jaǵday menen bir qatarda teńsalmaqliq jaǵdayin qaraw mumkin. Entropiyaniń ósiw nizami yaki termodinamikaniń ekinshi nizami dep juritiledi. Bul nizam 186-jilda Klauzius tárepinen ashilǵan oniństatistik talqini 1870-jillarda Volsman tárepinen berilgen.
Entropiyaniń ósiw nizamin kórsetiwshi muǵdarliq sipatin tawamiz. Buniń ushin kóp sanli bólekler toplamdan ibarat berk makroskopik sistemani qaraymiz hár bir bólek jeterlishe ulken sandaǵi bólekshelerge iye hám kvaziberik sistema bolip esplanadi. Quramali sistema bólekleri statistik tel salmaqliq jaǵdayda kelgen bolsin. Onda hár bir bólek entropiyasi ushin tómendegi sipatlamani jaziw mumkin.

Hár bir bólek ózi statistik teń salmaqliq jaǵdayda bolsada, biraq quramali mikraskopik sistema teńsalmaqliq jaǵdayda boladi, bunday sistema entropiyasi

Sistemaniń hár bir bólegi ushin teń salmaqliq jaǵdayindaǵi entropiyasin (3,62) járdeminde esaplasaq, sistema entropiyasi



N bóleksheden payda bolǵan bir putin sistemaniń toliq jaǵdaylar sani. Demek berik sistema entropiyasi sistema toli jaǵday saniniń logarifimine teń boladi. Qaralǵan berik sistema ushin Gibbsiniń mikrokononik taxsiymati
W (Є_i) ҃ Ω(Є_i) orinli boladi. Bunda S=lnW+const
Kelip shiǵadi. Termodinamika ekinshi nizaminiń statistik sipatin beriwshi belgi bolip, Volsmin formulasi dep juritiledi. Volsmin formulasi berik sistema entropiyasin oniń usi jaǵdayda boliw itimalliǵi menen baylanisli. Berik sistema bir jaǵdaydan basqa jaǵdayǵa ótkende entropiya ózgeriwi

Bul jerde W₁ hám W₂ , S₁ hám S₂ – mas jaǵdayda birinshi hám ekinshi jaǵdaylar itimalliqlari hám entropiyalari. Bul sipatlama entropiyaniń ósiw nizamliǵin kórsetedi.

Kvaziberik sistema entropiyasin itimalliliq tiǵizliǵi p(q,p) arqali keltiriw mumkin. Itimalliliq tiǵizliǵi p(p,q) normalastiriw shártin qanatlandiradi yaǵniy



P(p,q) ni Є_eh=Є(vektorliq shama) keskin maksimumǵa iye boliwin esapqa alsaq

Usi mániske tiykarlanip tómendegi mánisti alamiz

Demek Kvaziberk sistemaniń entropiyasin tómendegishe jaziw mumkin

Bul formula keyinshelik Volsmanniń H – teoremasin hám entropiyaniń waqit boyinsh ósiw nizamin kinetikada sipatlaw imkanin beredi. Entropiyani waqit boyinsha ósiw nizamin tekǵana kinetikada kórsetiw mumkin.

Volsman formulasinan kelip shiǵatuǵin juwmaq usi, eger Berik makroskopik sistema bir jaǵdaydan ekinshisine ótiw prosesinde oniń entropiyas assa yaki turaqli bolip qalsa bunday proses eń ulken itimalliq penen payda boladi. Bunda

Bul jerde "ulken" belgisi, sistema statistik teń salmaqliliqqa jaqinlaw proseslerine tiyisli, "teńlik" belgisi bolsa sistema teńsalmaqliliq jaǵdayda boliw prosesine tiyisli. Bul jaǵdayda bolsa yaǵniy entropiya ózgerisin yaki turaqliliǵiniń qaytimli hám qaytimsiz prosesleri kriteriyasi dep qaraw mumkin. Qaytimsiz proseste qaysi sistema teńsalmaqliq jaǵdayina jaqinlasadi hám entropiya asadi, qaytariwshi proseste bolsa sistema entropiyasi turaqli bolip qaladi.

Eger sistemaniń statislik temperaturalari Ѳ₁ hám Ѳ₂ (Ѳ₂›Ѳ₁ den jaǵdayi ushin kóreyik) bunnan bolǵan eki bólegin bir-birine tiygizsek, bunda berik sistema entropiyasiniń ózgeriwi tómendegishe aniqlanadi.

Sistema berk bolǵanliǵi ushin oniń toliq energiyasi ǵzgermesten qaladi.

Nátiyjede (3,70) ge tiykarinan entropiyaniń ózgeriwi ushin tómendegini alamiz.

Usi mánisten kórinip turǵaninday eger Ѳ₂›Ѳ₁ bolsa , usi jaǵdayda entropiyaniń ósiw nizaminan kishi dE₁ ≥0 kelip shiǵadi. Bul usini ańlatadi pás temperaturaǵa iye bolǵan sistema bólegi joqari temperaturali ekinshi bóleginen energiya aladi. Basqasha qilip aytqanda issliq hár dayim issi deneden suwiq denege ótedi.