В случае, если термодинамический цикл состоит только из обратимых процессов, неравенство переходит в равенство Клаузиуса
 ,
| (3.49) |
имеющее принципиальное значение для построения равновесной термодинамики.
Термодинамическая энтропия S (или просто энтропия) в термодинамике является функцией состояния термодинамической системы; её существование постулируется вторым началом термодинамики. Понятие энтропии было впервые введено в 1865 году Р.Клаузиусом. Он определил изменение энтропии термодинамической системы при обратимом процессе как отношение изменения общего количества тепла ΔQ к величине абсолютной температуры T:
dS = 
Другое определение энтропии
S = k ln Z,
где Z — термодинамическая вероятность состояния или, другими словами, число микросостояний, соответствующих данному макросостоянию (число возможных изменений в мире атомов тела в данном состоянии), k = 1,3806504*10-23Дж/К — постоянная Больцмана. Чем больше Z, тем больше хаос, т.е. энтропия - характеристика хаоса, беспорядка.
Применение неравенства Клаузиуса к необратимым процессам. Закон неубывания энтропии в изолированной системе.
Необратимый цикл Карно. В этом случае
И все равенства превращаются в неравенства
| (9.28) |
Уравнение (9.28) называется неравенством Клаузиуса.
Объединяя (9.27) и (9.28), получим
| (9.29) |
Таким образом, сумма приведенных теплот любого цикла равна нулю (обратимый процесс) или меньше нуля (необратимый процесс).
Второй закон термодинамики – один из основных законов физики, закон о неубывания энтропии в изолированной системе.
Для системы с постоянной температурой существует определенная функция состояния S – энтропия, которая определяется таким образом, что
1. Адиабатический переход из равновесного состояния A в равновесное состояние B возможен лишь тогда, когда
.
2. Прирост энтропии в медленном квазистатического процессе равно
,
где T – температура.
Расчет изменения энтропии в различных процессах. Разность энтропий двух состояний идеального газа.
Изменение энтропии нельзя непосредственно измерить, измерять можно только теплоту. Количество теплоты может быть различным в обратимом и необратимом процессе, но изменение энтропии в них должно быть одинаковым, если одинаковы начальное и конечное состояния
dSобр. = 
обр. 
S2 – S1 = dSнеобр. > 
Þнеобр 
обр. > 
необр. (5.6)
Как и работа, теплота обратимого процесса всегда больше теплоты необ-ратимого при заданных начальном и конечном состояниях.
