Page 19 - 1

вона може виконувати. Характеристикою зв’язаної енергії є ентропія S (від

грец. en – всередину, trope – звертати).

Щоб охарактеризувати ентропію, розглянемо приклад. Є посудина, яка

поділена перегородкою. В одній частині посудини є газ, а в другій – вакуум

(стан І). Якщо перегородку прибрати, газ буде дифундувати у вакуум, його

молекули рівномірно розподіляться по всьому об’єму посудини (стан ІІ).

Відбувся самовільний (спонтанний) процес розподілу молекул по всьому

об’єму системи. Зворотній процес самочинного стискання газу – неможливий.

Розглянуте явище розширення газу вказує на напрямленості процесу до

найбільш ймовірного стану, тобто до стану, якому відповідає максимальна

безладність розподілу частинок. При цьому енергія, маса і загальний об’єм

системи залишилися сталими, а змінився лише ступінь безладності: в стані 1

система мала більший ступінь порядку, бо концентрація газу вища,

міжмолекулярні віддалі меші, отже, й міжмолекулярні зв’язки сильніші, що

зумовлює більшу фіксованість молекул відносно одна одної.

Для оцінки ступеня безладності системи вводять функцію стану системи,

яку називають ентропією.

Це поняття прийшло в науку з теорії теплових машин, тепер воно

повністю переосмислено статистичною фізикою і вводиться як міра
невпорядкованості систем, що складаються з великої кількості частинок. У

такому вигляді воно набуло великого значення для хімічних і біологічних
процесів.

Вводячи 1865 році поняття ентропії, Р. Клаузіус мав на увазі дослідити
функцію стану, зміна якої показуватиме напрям фізичних і хімічних процесів в

ізольованих системах. Щоб розкрити зміст цієї функції скористаємось

статистичним підходом Л.Больцмана і М.Смолуховського.

Уявимо велику сукупність чатинок. Макростан такої системи можна

описати, використавши такі функції стану, як температура, тиск, об’єм. Цю

саму систему можна описати також через миттєві характеристики кожної

частинки системи, її положення в просторі, швидкість і напрям переміщення.