Fizika va kimyo

Entropiya. Uni turli jarayonlarda o‘zgarishi.

YUqoridagi tenglamani quyidagicha yozish mumkin;

q₁q₂q₁___ q₂q₁__

q₂/T₂ q₁T₁ q₁/T₁-q₂/T₂o

Olingan yoki berilgan issiqlikning shu issiqlik manbai temperaturasiga nisbati keltirilgan issiqlik deyiladi.

Bir necha kichik sikllardan iborat deb

Q yoki Q

Matematikadan bilamizki, agar yopiq kontur bo‘yicha olingan integral nolga teng bo‘lsa, shunday bir funksiya borki, uning to‘la differatsianali integral ostidagi ifodaga teng bo‘ladi. Bu funksiya S bilan ifodalanib, uni Klauzius entropiya deb ataladi.

Uning to‘la differnsiali dSQ bo‘ladi.

Entropiya xam, xuddi sistemaning ichki energiyasi sistemaning xolati funksiya bo‘lib, yani to‘liq funksiya bo‘lib, uning o‘zgarishi faqat sistemaning dastlabki va oxirgi xolatlariga bog‘liq; jarayon boradigan yo‘liga bog‘liq emas. Sistemaning 1 –xolatidan 2 –xolatiga o‘tganda entropiyaning o‘zgarishi

S₂-S₁SdQ

Entropiya – ekstensiv kattalik, ya’ni sistemadagi modda miqdoriga bog‘liq. Entropiyaning bu xossasini yuqoridagi tenglamani boshqacha yozib ko‘rish mumkin.

dQTdS

Tenglamaning chap tomonidagi kattalik (Q) energiya o‘lchamiga ega, demak TdS ko‘paytma ham energiya o‘lchamiga ega. Biz bilamizki, har qanday energiya intensiv va ekstensiv omillar (faktorlar) ko‘paytmasidan iborat, bundan T intensiv omil bo‘lganidan dS ekstensiv omilligi kelib chiqadi.

Entropiya additivlik qonuniga bo‘ysinadi, ya’ni muvozanat holatdagi sistemaning entropiyasi uning alohida bo‘laklarining entropiyalari yig‘indisiga teng. Murakkab jarayonda entropiyani o‘zgarishi jarayonining alohida – alohida bosqichlaridagi o‘zgarishlari yig‘indisiga teng.

SHuning bilan birga, yuqoridagi tenglamalari (tenglik ishorali) qaytar jarayonlar uchun to‘g‘ri bo‘lib, qaytmas jarayonlar uchun ular ko‘rinishi quyidagicha bo‘ladi.

dSQqaytmas  yoki dSQ q-mas

S va dS

SQq-mas va SQq-mas

qaytmas va qaytar jarayonlar uchun qo‘shma ifoda quyidagicha,

dSQ va dSQ-mas

Bu ifodani 1 -qonun analitik tenglamasiga qo‘yib, birinchi va ikkinchi qonunlarining qo‘shma ifodasini yozamiz.

dSdU

Qaytmas jarayonlar uchun keltirilgan ifodalarda entropiya o‘zgarishi issiqlik bilan tengsizlik orqali bog‘langan. SHuning uchun bu jarayonlarda entropiyani o‘zgarishini hisoblash mumkin emas. SHu bilan birgalikda qaytar va qaytmas jarayonlarda entropiya o‘zgarishi bir xil, chukki entropiya xolat funksiyasidir. Binobarin, real qaytmas jarayonlarda entropiya o‘zgarishini hisoblash uchun bu jarayonni (xayolan) qaytar bosqichlarga bo‘lib, bu bosqichlar uchun entropiyaning o‘zgarishini qaytar jarayonlar tenglamalaridan foydalinib hisoblash kerak.

Hamma bosqichlar uchun entropiya o‘zgarishlarini yig‘indisi aniqlanib, qaytmas jarayondagi entropiya o‘zgarishini topiladi.