Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
32
1.Termodynamikachemiczna
Procesodwracalny,mimożewpraktyceniedajesięzrealizować,jestjednakdo
pomyśleniajakogranicznyprzypadekprocesurzeczywistego.Procesemodwracalnym
jestkażdyprocesquasi-statyczny,wktórymukładzmieniaswójstanpoprzeznieskoń-
czonyciągstanówrównowagi,różniącychsięmiędzysobąbardzonieznacznie(np.
quasi-statycznerozprężaniegazulubquasi-statycznareakcjachemiczna,wktórejkaż-
dorazowoosiągniętystanrównowagijestzaburzanywprowadzeniemdoukładugranicz-
niemałychilościsubstratów).Pojęcieprocesuodwracalnegoodgrywabardzoważną
rolęwzagadnieniachtermodynamiki.Ilościoweinformacjeostanie,jakiosiągaukład
wprocesierealnym,możnaotrzymaćmetodamitermodynamikijedyniewówczas,gdy
dasiępomyślećprocesodwracalnyzmieniającystanukładu(lecznieotoczenia!)wtaki
samsposób,jaktoczynirozważanyprocesrealny.
1.4.2.Entropia
AbynadaćIIzasadzietermodynamikipostaćzależnościmatematycznej,trzebabyło
wprowadzićnowąfunkcjęlpodobniejakdlazapisuIzasadypotrzebnebyłowprowa-
dzeniepojęciaenergiiwewnętrznejukładu.UczyniłtoRudolfClausiuswroku1852,
definiującentropię.
GdyukładzamkniętyotemperaturzeT,jednakowejwkażdymjegopunkcie,
wymieniazotoczeniemwprocesieodwracalnymciepłoQel,wówczasentropia
tegoukładuzmieniasięowartośćdS(p.Komentarz1.7)równą:
dS=
Qel
T
(procesodwracalny)[J·K11]
(1.108)
Równanie(1.108)definiujeentropięukładuzamkniętegozdokładnościądostałej
całkowania.WielkośćtejostatniejniemożebyćwyznaczonanapodstawieIIzasady
termodynamiki.ZagadnieniemtymzajmujesjętwierdzeniecieplneNernsta–Plancka,
zwaneniekiedy,niesłuszniezresztą,IIIzasadąter-
RUDOLFCLAUSIUS
1822–1888
modynamiki(patrzp.1.5.9irozdz.14).
Fizykniemiecki(ur.wKoszalinie),profesorfi-
Wrównaniu(1.108)1/Todgrywarolęczyn-
zykimatematycznejwZurychuiBonn.Na
podstawieszczegółowejanalizycykluCarnota
nikacałkującego,stądQel/Tjestwwarunkach
sformułowałpojęcieentropii.Autorpojęcia
procesuodwracalnegojednoznacznąfunkcją
średniejdrogiswobodnejwgazach.
zmiennychstanuukładu,azatementropiaukładu
Sjestjednoznacznąfunkcjąstanuukładu.Wy-
nikastąd,żezmianaentropiiukładuwywołana
NIKOLASL.SADICARNOT
1798–1832
przebiegiemjakiegośprocesuokreślonajestwar-
Francuskiinżynierwojskowy.Badałzasadę
działaniasilnikówparowych.Autorjedynego
tościamizmiennychstanuukładunapoczątkuina
dzieła,wktórymopisałwynikiswychbadań:
R´
eflexionssurlapuissancemotoricedufeu...
końcuprocesuniezależnieodtego,czyprocesbył
odwracalny,czyteżnieodwracalny.
