Page 16 - 130

15

до кількості теплоти, яка отримується від більш нагрітого тіла. Згідно першого
закону термодинаміки за один робочий цикл механічна робота рівна різниці
теплот (W=Q 1–Q 2), звідки  визначається як:
Q  Q 2 T  T 2
1
1
   . (1.7)
Q 1 T 1
Якщо гарячий резервуар матиме температуру 400К, а холодний 300К, то в
парової машини ідеальна віддача буде 0.25. Іншими словами, у роботу, у
кращому випадку, можна перетворити 25% теплоти, тоді як 75% її просто не
використовується, хоча вона є в парі.
Отже, при виконанні роботи гарячий резервуар охолоджується, а
холодний буде нагріватися і різниця температур по мірі перекачки енергії буде
зменшуватись. Але це означає, що кількість енергії, яка може бути витрачена на
роботу, повинна зменшуватися. Навпаки, кількість енергії, яку вже неможливо
перетворити в роботу, тобто, кількість ніби “зв’язаної” енергії ,повинно з часом
рости. Це збільшення недоступної для нас енергії є наслідком потоку теплоти,
що відображено другим постулатом термодинаміки.
У будь–якому самочинному процесі кількість недоступної енергії
збільшується з часом.
Таким чином, можна зробити висновок, що довільні процеси
відбуваються з розсіюванням теплової енергії. Для кількісної характеристики
розсіювання енергії (“зв’язаної”) у 1865 р. німецьким дослідником
Р.Клаузіусом була введена нова термодинамічна функція, яку він назвав
ентропією і позначив літерою S (ентропія по-грецьки – перетворення).
1.2.2 Ентропія
Клаузіус показав, що існує така величина (термодинамічна функція), яка є
функцією стану і зміна якої для оборотного ізотермічного переходу теплоти
Q 
рівна приведеній теплоті процесу   . Отже, зміна ентропії dS – є повний


 T 
диференціал.
Для оборотнього ізотермічного процесу перехід теплоти:
Q
 S  , а для оборотнього нескінченно малого перетворення:
T
 Q
dS  .
T
Зміна ентропії в будь-якому процесі залежить лише від початкового і
кінцевого стану і не залежить від шляху переходу .
Для переходу із стану 1 в стан 2 зміна ентропії буде рівна:
2 Q
S  S 2  S 1   обор . . (1.8)
T
1
Для необоротного довільного процесу, що протікає при довільній
температурі, зміна ентропії виразиться як: