2. Entropia fenomenologicznie

advertisement
Entropia
Zależność
Entropia
Zależność
możemy zapisać jako:
Entropia
Zależność
możemy zapisać jako:
gdzie:
- znak równości „=„
- dotyczy idealnego cyklu Carnota,
Entropia
Zależność
możemy zapisać jako:
gdzie:
- znak równości „=„
- znak nierówności „<„
- dotyczy idealnego cyklu Carnota,
- dotyczy cykli rzeczywistych.
Entropia
Zależność
możemy zapisać jako:
gdzie:
- znak równości „=„
- znak nierówności „<„
- dotyczy idealnego cyklu Carnota,
- dotyczy cykli rzeczywistych.
Ostatnią równość możemy zapisać w postaci:
Entropia
Zależność
możemy zapisać jako:
gdzie:
- znak równości „=„
- znak nierówności „<„
- dotyczy idealnego cyklu Carnota,
- dotyczy cykli rzeczywistych.
Ostatnią równość możemy zapisać w postaci:
czyli:
Entropia
Taką zależność mamy z ostatnich rozważań:
1)
Entropia
Taką zależność mamy z ostatnich rozważań:
1)
Powyższe równanie należy interpretować szerzej. W tym celu spójrzmy na bilans
energii w silniku Carnota uwzględniając otoczenie. Potraktujmy układ grzejnik-silnik-
Entropia
Taką zależność mamy z ostatnich rozważań:
1)
Powyższe równanie należy interpretować szerzej. W tym celu spójrzmy na bilans
energii w silniku Carnota uwzględniając otoczenie. Potraktujmy układ grzejnik-silnik-
Q1
Gaz
T1
Grzejnik
Q2
T2
Izolator
Chłodnica
Entropia
Taką zależność mamy z ostatnich rozważań:
1)
Powyższe równanie należy interpretować szerzej. W tym celu spójrzmy na bilans
energii w silniku Carnota uwzględniając otoczenie. Potraktujmy układ grzejnik-silnikPotraktujmy układ grzejnik-silnikPotraktujmy układ grzejnik-silnik-chłodnica jako całość.
Q1
Gaz
T1
Grzejnik
Q2
T2
Izolator
Chłodnica
Entropia
Taką zależność mamy z ostatnich rozważań:
1)
Powyższe równanie należy interpretować szerzej. W tym celu spójrzmy na bilans
energii w silniku Carnota uwzględniając otoczenie. Potraktujmy układ grzejnik-silnikPotraktujmy układ grzejnik-silnikPotraktujmy układ grzejnik-silnik-chłodnica jako całość.
W układzie tym:
- ciepło Q1 jest oddane przez ciało cieplejsze,
- ciepło Q2 jest pobrane przez ciało chłodniejsze.
Q1
Gaz
T1
Grzejnik
Q2
T2
Izolator
Chłodnica
Entropia
Taką zależność mamy z ostatnich rozważań:
1)
Powyższe równanie należy interpretować szerzej. W tym celu spójrzmy na bilans
energii w silniku Carnota uwzględniając otoczenie. Potraktujmy układ grzejnik-silnikPotraktujmy układ grzejnik-silnikPotraktujmy układ grzejnik-silnik-chłodnica jako całość.
W układzie tym:
- ciepło Q1 jest oddane przez ciało cieplejsze,
- ciepło Q2 jest pobrane przez ciało chłodniejsze.
Q1
Gaz
T1
Grzejnik
Q2
T2
Izolator
Chłodnica
Zależność 1) jest prawdziwa nie tylko dla rzeczywistego
silnika Carnota, ale dla każdego innego cyklu
termodynamicznego, w którym są ciepło pobrane i oddane.
Mogą być w takim cyklu przemiany izotermiczne,
izochoryczne, izobaryczne, adiabatyczne, czy też ich
kombinacje.
Entropia
1)
Powyższe
równanie
jest
prawdziwe
dla
dowolnego
cyklu
przemian
termodynamicznych. Niezależnie od tego w jakiej przemianie zostaną pobrane
(oddane) ciepła równanie to jest prawdziwe.
Entropia
1)
Powyższe
równanie
jest
prawdziwe
dla
dowolnego
cyklu
przemian
termodynamicznych. Niezależnie od tego w jakiej przemianie zostaną pobrane
(oddane) ciepła równanie to jest prawdziwe. Stosunek:
nazywamy entropią układu.
Entropia
1)
Powyższe
równanie
jest
prawdziwe
dla
dowolnego
cyklu
przemian
termodynamicznych. Niezależnie od tego w jakiej przemianie zostaną pobrane
(oddane) ciepła równanie to jest prawdziwe. Stosunek:
nazywamy entropią układu.
Z równania 1) wynika, że przyrost entropii układów idealnych jest równy zero
(ich entropia nie zmienia się), a układów rzeczywistych jest większy od zera (ich
entropia rośnie). Równanie 1) możemy zapisać w postaci:
Entropia
1)
Powyższe
równanie
jest
prawdziwe
dla
dowolnego
cyklu
przemian
termodynamicznych. Niezależnie od tego w jakiej przemianie zostaną pobrane
(oddane ciepła) to równanie jest prawdziwe. Stosunek:
nazywamy entropią układu.
Z równanie 1) wynika, że przyrost entropii układów idealnych jest równy zero
(ich entropia nie zmienia się), a układów rzeczywistych jest większy od zera (ich
entropia rośnie). Równanie 1) możemy zapisać w postaci:
Ostatnie równanie, to zasada wzrostu entropii:
Entropia zamkniętych układów termodynamicznych nie zmienia się (układy
idealne) lub rośnie (układy rzeczywiste).
Entropia a druga zasada
termodynamiki
Entropia a druga zasada
termodynamiki
Zasada wzrostu entropii to kolejne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki:
Entropia a druga zasada
termodynamiki
Zasada wzrostu entropii to kolejne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki:
Entropia a druga zasada
termodynamiki
Zasada wzrostu entropii to kolejne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki:
Entropia zamkniętych układów termodynamicznych nie zmienia się lub rośnie.
Energia a entropia
Energia a entropia
Zasada zachowania energii pozwala nam przewidywać co będzie się działo, gdy np.
jeden rodzaj energii jakiegoś fragmentu układu zmaleje.
Energia a entropia
Zasada zachowania energii pozwala nam przewidywać co będzie się działo, gdy np.
jeden rodzaj energii jakiegoś fragmentu układu zmaleje.
Gdy np. zmaleje energia grawitacji jednego fragmentu, to o tyle wzrośnie np. energia
kinetyczna drugiego fragmentu. Zasada ta pozwala wtedy znaleźć np. prędkość
drugiego fragmentu, drogę jaką on przebędzie, siła jakiej będzie podlegał…
Energia a entropia
Zasada zachowania energii pozwala nam przewidywać co będzie się działo, gdy np.
jeden rodzaj energii jakiegoś fragmentu układu zmaleje.
Gdy np. zmaleje energia grawitacji jednego fragmentu, to o tyle wzrośnie np. energia
kinetyczna drugiego fragmentu. Zasada ta pozwala wtedy znaleźć np. prędkość
drugiego fragmentu, drogę jaką on przebędzie, siła jakiej będzie podlegał…
Zasada wzrostu entropii pozwala ustalić, czy dany proces termodynamiczny może
mieć miejsce.
Energia a entropia
Zasada zachowania energii pozwala nam przewidywać co będzie się działo, gdy np.
jeden rodzaj energii jakiegoś fragmentu układu zmaleje.
Gdy np. zmaleje energia grawitacji jednego fragmentu, to o tyle wzrośnie np. energia
kinetyczna drugiego fragmentu. Zasada ta pozwala wtedy znaleźć np. prędkość
drugiego fragmentu, drogę jaką on przebędzie, siła jakiej będzie podlegał…
Zasada wzrostu entropii pozwala ustalić, czy dany proces termodynamiczny może
mieć miejsce.
Nie będzie prawdziwy proces, w którym entropia układu maleje.
Energia a entropia
Zasada zachowania energii pozwala nam przewidywać co będzie się działo, gdy np.
jeden rodzaj energii jakiegoś fragmentu układu zmaleje.
Gdy np. zmaleje energia grawitacji jednego fragmentu, to o tyle wzrośnie np. energia
kinetyczna drugiego fragmentu. Zasada ta pozwala wtedy znaleźć np. prędkość
drugiego fragmentu, drogę jaką on przebędzie, siła jakiej będzie podlegał…
Zasada wzrostu entropii pozwala ustalić, czy dany proces termodynamiczny może
mieć miejsce.
Nie będzie prawdziwy proces, w którym entropia układu maleje.
Aby to stwierdzić wystarczy znaleźć dla danego układu całkowitą zmianę entropii.
Przykłady obliczania entropii
Przykłady obliczania entropii
1. Przyrost entropii topniejącego lodu.
Przykłady obliczania entropii
1. Przyrost entropii topniejącego lodu.
Lód o masie m=1kg topnieje pod ciśnieniem normalnym i w stałej temperaturze T=273K
pod wpływem dostarczanego mu ciepła. Ciepło topnienia lodu jest L = 334 320 J/kg. Jaki nastąpił
przyrost entropii tego lodu po jego stopieniu?
Przykłady obliczania entropii
1. Przyrost entropii topniejącego lodu.
Lód o masie m=1kg topnieje pod ciśnieniem normalnym i w stałej temperaturze T=273K
pod wpływem dostarczanego mu ciepła. Ciepło topnienia lodu jest L = 334 320 J/kg. Jaki nastąpił
przyrost entropii tego lodu po jego stopieniu?
Jeśli w procesie tym nie ma zmian temperatury, ciśnienia ani ciepła topnienia, to przyrost
entropii lodu jest:
Przykłady obliczania entropii
1. Przyrost entropii topniejącego lodu.
Lód o masie m=1kg topnieje pod ciśnieniem normalnym i w stałej temperaturze T=273K
pod wpływem dostarczanego mu ciepła. Ciepło topnienia lodu jest L = 334 320 J/kg. Jaki nastąpił
przyrost entropii tego lodu po jego stopieniu?
Jeśli w procesie tym nie ma zmian temperatury, ciśnienia ani ciepła topnienia, to przyrost
entropii lodu jest:
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
- W drugim przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 288K, itd.
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
- W drugim przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 288K, itd.
Przybliżony przyrost entropii jest
n10 Q
 T
n1
n
n
30
30  J
J
 30


 ... 

0
,
94
0

278
288
388
K
K


Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
- W drugim przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 288K, itd.
Przybliżony przyrost entropii jest
n10 Q
 T
n1
n
n
30
30  J
J
 30


 ... 

0
,
94
0

278
288
388
K
K


Gdy przedział temperatur podzielimy na większą ilość, wtedy przyrost entropii obliczymy z
większą dokładnością.
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
- W drugim przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 288K, itd.
Przybliżony przyrost entropii jest
n10 Q
 T
n1
n
n
30
30  J
J
 30


 ... 

0
,
94
0

278
288
388
K
K


Gdy przedział temperatur podzielimy na większą ilość, wtedy przyrost entropii obliczymy z
większą dokładnością.
Przedstawiony sposób obliczenia przyrostu entropii podczas ogrzewania jest tylko
przybliżony. Dokładną wartość znajdziemy dzieląc przedział temperatur na nieskończenie wiele
odstępów (n  ). Wtedy jednak sumowanie przechodzi w całkowanie:
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
- W drugim przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 288K, itd.
Przybliżony przyrost entropii jest
n10 Q
 T
n1
n
n
30
30  J
J
 30


 ... 

0
,
94
0

278
288
388
K
K


Gdy przedział temperatur podzielimy na większą ilość, wtedy przyrost entropii obliczymy z
większą dokładnością.
Przedstawiony sposób obliczenia przyrostu entropii podczas ogrzewania jest tylko
przybliżony. Dokładną wartość znajdziemy dzieląc przedział temperatur na nieskończenie wiele
odstępów (n  ). Wtedy jednak sumowanie przechodzi w całkowanie:
Przykłady obliczania entropii
2. Zmiana entropii ciała podczas ogrzewania.
Ogrzewając ciało od 273K do 373K zużyto 300 J ciepła. Jaki nastąpił przyrost jego entropii?
Dzielimy proces ogrzewania na dziesięć procesów odbywających się w zakresach temperatur
273K-283K, 283K-293K, itd.
- W pierwszym przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 278K,
- W drugim przedziale ciało pobrało 30J ciepła przy średniej temperaturze 288K, itd.
Przybliżony przyrost entropii jest
n10 Q
 T
n1
n
n
30
30  J
J
 30


 ... 

0
,
94
0

278
288
388
K
K


Gdy przedział temperatur podzielimy na większą ilość, wtedy przyrost entropii obliczymy z
większą dokładnością.
Przedstawiony sposób obliczenia przyrostu entropii podczas ogrzewania jest tylko
przybliżony. Dokładną wartość znajdziemy dzieląc przedział temperatur na nieskończenie wiele
odstępów (n  ). Wtedy jednak sumowanie przechodzi w całkowanie:
Wzór ten pozwala znajdować przyrost entropii ciał podlegających różnym procesom
termodynamicznym.
Przykłady obliczania entropii
3. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izochorycznego ogrzewania.
Przykłady obliczania entropii
3. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izochorycznego ogrzewania.
Jaka jest zmiana entropii n moli gazu doskonałęgo, ogrzanego izochorycznie od temperatury
T1 do T2?
Przykłady obliczania entropii
3. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izochorycznego ogrzewania.
Jaka jest zmiana entropii n moli gazu doskonałęgo, ogrzanego izochorycznie od temperatury
T1 do T2?
Pierwsza zasada termodynamiki dla tej ma postać:
dU = dQv,
czyli
dQv = ncvdT
Przykłady obliczania entropii
3. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izochorycznego ogrzewania.
Jaka jest zmiana entropii n moli gazu doskonałęgo, ogrzanego izochorycznie od temperatury
T1 do T2?
Pierwsza zasada termodynamiki dla tej ma postać:
Przyrost entropii gazu jest:
dU = dQv,
czyli
dQv = ncvdT
Przykłady obliczania entropii
3. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izochorycznego ogrzewania.
Jaka jest zmiana entropii n moli gazu doskonałęgo, ogrzanego izochorycznie od temperatury
T1 do T2?
Pierwsza zasada termodynamiki dla tej ma postać:
dU = dQv,
czyli
dQv = ncvdT
Przyrost entropii gazu jest:
W procesie tym, jeśli jest on odwracalny, o tyle samo maleje entropia otoczenia dostarczającego
ciepło do gazu.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = dQ – pdV,
czyli
dQ = dU + pdV.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = dQ – pdV,
Zachodzi: dU = ncvdT.
czyli
dQ = dU + pdV.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = dQ – pdV,
czyli
dQ = dU + pdV.
Zachodzi: dU = ncvdT.
Z prawa Clapeyron/a pV = nRT mamy:
, więc
.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = dQ – pdV,
czyli
dQ = dU + pdV.
Zachodzi: dU = ncvdT.
Z prawa Clapeyron/a pV = nRT mamy:
Otrzymujemy:
, więc
.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = dQ – pdV,
czyli
dQ = dU + pdV.
Zachodzi: dU = ncvdT.
Z prawa Clapeyron/a pV = nRT mamy:
Otrzymujemy:
Zmiana entropii jest:
, więc
.
Przykłady obliczania entropii
4. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izbarycznego ogrzewania.
Izobarycznie ogrzano n moli gazu doskonałego od temperatury T1 do T2. Jego objętość
zwiększyła się od V1 do V2. Jakiej zmiany entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = dQ – pdV,
czyli
dQ = dU + pdV.
Zachodzi: dU = ncvdT.
Z prawa Clapeyron/a pV = nRT mamy:
, więc
.
Otrzymujemy:
Zmiana entropii jest:
W procesie tym, jeśli jest on odwracalny, o tyle samo maleje entropia otoczenia
dostarczającego ciepło do gazu.
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = 0 = dQ – pdV,
czyli
dQ = pdV.
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = 0 = dQ – pdV,
Z równania Clapeyrona: pV = nRT
mamy:
czyli
dQ = pdV.
, czyli
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = 0 = dQ – pdV,
Z równania Clapeyrona: pV = nRT
Przyrost entropii gazu jest:
mamy:
czyli
dQ = pdV.
, czyli
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = 0 = dQ – pdV,
Z równania Clapeyrona: pV = nRT
Przyrost entropii gazu jest:
mamy:
czyli
dQ = pdV.
, czyli
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas izotermicznego rozprężania.
Rozprężono izotermicznie n moli gazu doskonałego od objętości V1 do V2. Jakiej zmiany
entropii doznał ten gaz?
Pierwsza zasada termodynamiki ma postać:
dU = 0 = dQ – pdV,
Z równania Clapeyrona: pV = nRT
mamy:
czyli
dQ = pdV.
, czyli
Przyrost entropii gazu jest:
W procesie tym, jeśli jest on odwracalny, o tyle samo maleje entropia otoczenia
dostarczającego ciepło do gazu.
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas adiabatycznego rozprężania.
Przykłady obliczania entropii
5. Przyrost entropii gazu doskonałego podczas adiabatycznego rozprężania.
W przemianie adiabatycznej entropia gazu doskonałego nie zmienia się ponieważ nie ma w
niej ciepła pobranego ani oddanego: dQ = 0. Zachodzi więc:
s = s2 – s1 = 0.
Podsumowanie
Dotychczasowe rozważania
Przypomnijmy:
oparte
były
na
termodynamice
fenomenologicznej.
Podsumowanie
Termodynamika fenomenologiczna
fenomen – zjawisko, rzecz obserwowalna
Termodynamika fenomenologiczna traktuje ciała stałe, ciecze i gazy jako
ośrodki ciągłe nie mające budowy cząsteczkowej. Opiera się na równaniu
Clapeyron/a :
pV = nRT
i prawach gazowych.
Bada związki między makroskopowymi wielkościami charakteryzującymi układ
jako całość. Bada związki między ciśnieniem p, temperaturą T, objętością V,
energią E, entropią s…
Opiera się na zasadach termodynamiki.
Download