Физическая химия (1) Физическая химия: цель, задачи, методы исследования. Основные понятия физической химии

(14) Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Энтропия. Энтропия изолированной системы. Неравенство Клаузиуса.
Первый закон термодинамики позволяет нам создавать энергетический баланс в том или ином процессе. Однако в нем не указано, в каком направлении и в какой степени будут развиваться процессы. Второй закон термодинамики может полностью ответить на эти вопросы.
Наблюдения за природными явлениями показали, что в большинстве явлений имеют место стремление (например, сочетание двух атомов водорода с образованием единой молекулы водорода) и стремление к беспорядку (например, процессы испарения, диффузии и плавления); многие события происходят спонтанно, в определенном направлении. Например, вода стекает с высоты, тепло всегда переходит от более теплого тела к более холодному, а электричество течет от точки с высоким потенциалом к ​​точке с низким потенциалом. Эти события происходят необратимо. Они не идут в обратном направлении. Одна из особенностей самопроизвольных процессов - они не возвращаются. Из этого можно сделать вывод, что в замкнутой системе свободная энергия сама по себе стремится к минимуму,
Второй закон термодинамики описал Дж. Льюис следующим образом: любая система, оставшаяся в своем состоянии, изменяет свое состояние в направлении максимальной вероятности. Система принимает самый низкий порядок в случае с наибольшей вероятностью.
Величина, характеризующая степень неупорядоченности системы, - это ее энтропия, которая изменяется пропорционально логарифму термодинамической вероятности присутствия того или иного вещества. Согласно уравнению Л. Болсмана:
(32,1)
где S-энтропия, k-константа Болсмана, W-термодинамическая вероятность, то есть количество возможностей или микросостояний, которые позволяют возникать одному и тому же макросостоянию.
В необратимых процессах, которые происходят самопроизвольно, энтропия системы всегда увеличивается, т.е. будет. Bunda -изменения энтропии системы.
Энтропия замкнутой системы не изменяется в процессе обращения: S = 0. Энтропия идеального чистого кристаллического вещества абсолютно равна нулю. С повышением температуры энтропия системы увеличивается. Понятие «энтропия» было введено в науку Клаузиусом, что в переводе с греческого означает «изменение». Единица энтропии: 1e.b. = 1Дж / моль.K есть. Энтропия - это мера того, сколько бесполезной энергии имеет тело, функция, которая зависит от состояния тела.
Второй закон термодинамики описывается Клаузиусом следующим образом: тепло не передается самопроизвольно от горячего тела к холодному.