Энтропия.

dQ жылу кө лемі, бір кү йден екінші кү йге ө ткендегі берілген немесе алынғ ан жү йеде, бастапқ ы жә не соң ғ ы кү йлермен анық талмайды, бірақ осы ауысу тә сіліне тә уелді (¶Q жү йенің кү й функциясы емес).

Ә детте, келтірілген жылу кө лемі - жылу ¶Q жү йенің температурасы Т-ғ а жү йедегі кү йлер шексіз аз ө згерістер қ атынасы кезіндегі - кү й жү йесінің функциясы. Кез- келген айналмалы жү йеде

Интеграл астындағ ы тең деу қ айсыбір функцияның толық диференциялы, ол жү йедегі кү йлердің тек қ ана бастапқ ы жә не соң ғ ы мә ндерімен анық талады.

Энтропия S жү йенің кү й функциясы деп аталады,

дифференциялы :

dS=

яғ ни, термодинамиканың бірінші бастамасын dQ= dU + dA, TdS = dU + dA тү рінде жазуғ а болады. Бұ дан dA = TdS – dU = d(TS) – SdT – dU = - d(U – TS) – SdT = - dF – SdT.

F = U – TS функциясы жү йенің кү й функциясы жә не Гельмгольц энергиясы немесе бос энергия деп аталады.

41. Энтропияның ө згеруі .

Қ айтымды процесстер ү шін жабық жү йеде DS = 0; қ айтымсыз циклдер ү шін DS> 0.

Клаузиус тең cіздігі: жабық жү йедегі энтропия ө суі мү мкін (қ айтымсыз процестер жағ дайында) немесе қ алыпты кү йде қ алады (қ айтымды процестер жағ дайында)

dS жә не dQ бірдей белгі болғ андық тан, яғ ни ө згеру сипаттамасы бойынша энтропияны жылу алмасу процесінің бағ ытында деп айтуғ а болады.

Денені қ ыздырғ анда dQ> 0, оның энтропиясы ө згереді dS > 0, суытқ анда dQ < 0 жә не дененің энтропиясы тө мендейді dS < 0

Изоэнтропия деп тұ рақ ты энтропия кезінде ө тетін процесті айтады.

(S = const)

Қ айтымды адиабаталық процесте dQ = TdS = 0, dS = 0 жә не S= const болғ андық тан адиабаталық процесс изоэнтропиялық болады.

Мысал ү шін идеал газды қ арастырамыз, тепе-тең дік бір кү йден екінші кү йге ауысатын болғ андық тан

DS_{1®2 =} S₂ – S₁ = қ олданылады,

екенін ескерсек, онда

Идеал газ процестерінде энтропияның ө згеруі

Изохоралық (V=const)	Изобаралық (p= const)	Изотермиялық (T=const)	Адиабаттық (S=const)

42. Энтропияны статистикалық тұ рғ ыдан тү сіндіру.

Дененің немесе жү йенің термодинамикалық ық тималдылығ ы W - бұ л тә сілдер саны, ол термодинамикалық кү йдің нақ тылануы (макро кү й)

Больцман формуласы: S = k ln W

Мұ ндағ ы k - Больцман тұ рақ тысы.

Жү йенің энтропиясы тұ рақ ты берілген макрокү йлерді нақ тылайтын микрокү й санының логорифімен анық талады.

Энтропия ретсіз жү йенің ө лшемі болады – неғ ұ рлым макрокү йлер саны кө п болса, соғ ұ рлым энтропия кө п болады.

43.Энтропияның ө су принципі.

Жабық жү йедегі барлық процесстер, оның энтропиясының ө суіне ә келеді. Энтропия, кү йдің ық тималдылығ ы максималды болғ анша, жабық жү йедегі аз ық тималдылық тан кө п ық тималдық қ а қ арай бағ ытталып жү реді, Тепе-тең дік кү йде кү й системасының ең ү лкен ық тималдылығ ы орындалады, мұ нда микрокү йлердің саны максималды болғ андық тан, энтропия да максималды болады.

44.Термодинамиканың екінші бастамасы.

Кез-келген жабық жү йедегі қ айтымсыз процесс мына тү рде болады - жү йенің энтропиясы ө седі (энтропияның ө су заң ы)

Термодинамиканың бірінші бастамасы деп - термодинамикалық процестерге қ атысты энергияның сақ талу жә не тү рлену заң ын айтады.

Термодинамиканың екінші бастамасы - термодинамикалық процестердің жү ру ө ту бағ ытын анық тайды, яғ ни табиғ атта қ андай процестердің болатынын немесе болмайтынын кө рсетеді.

Термодинамиканың екінші бастамасының екі анық тамасы бар: олар энтропияның ө су заң ының эквиваленті.

1) Кельвин бойынша: жалғ ыз нә тижесі қ ыздырғ ыштан алынғ ан жылуды оғ ан эквивалент жұ мысқ а айналдыратын айналмалы процесс мү мкін емес;

2) Клаузиус бойынша: бар нә тижесі - аз қ ыздырылғ ан денеден кө п қ ызғ ан денеге жылу беру болып табылатын айналмалы процесс мү мкін емес;

45. Термодинамиканың ү шінші бастамасы:

Термодинамиканың ү шінші бастамасы - Нернст - Планк теоремасы - кельвин нө л болғ анда термодинамикалық жү йенің қ ұ былысын кө рсетеді

(абсолютті нө л болғ анда), температураның Кельвин нө ліне ұ мтылуына байланысты барлық денелердің энтропиясы тепе – тең дік жағ дайда 0-ге ұ мтылады.

Жылу сыйымдылық C_v, C_p нө лге тең, егер T = 0 K-ге тең, себебі

dS =

46. Жылулық двигательдер жә не тоң азытқ ыш машиналар.

Жылулық двигатель - бұ л периодты жасалғ ан двигатель, жылудың арқ асында жұ мыс жасайды.

Термостат деп денелермен жылу алмастыра алатын, ө зінің температурасын ө згертпейтін термодинамикалық жү йені айтады.

Жұ мыс жасайтын дене - бұ л айналмалы процесс жасайтын жә не басқ а денелермен энергия алмасатын дене.

Жылу двигателінің жұ мыс жасау принципі: қ ыздырғ ыш деп аталатын жоғ ары температуралы Т₁ термостаттан, цикл кезінде жылу Q₁ кө лемі алынады, ал аз температуралы Т₂ термостатқ а, ол тоң азытқ ыш деп аталады, цикл кезінде Q₂ жылу кө лемі беріледі, жасалатын жұ мыс A = Q₁- Q₂

Двигательдің термиалық ПӘ К-і.

ПӘ К 1- ге тең болу ү шін Q₂ = 0 тең болу керек, бірақ онда термодинамиканың екінші бастамасы орындалмайды.

Жылулық двигательде жасалатын процеске қ арсы процесс, тоң азытқ ыш машинада қ олданылады: аз температуралы Т₂ термостаттан цикл кезінде жылу кө лемі Q₂ алынады жә не термостатқ а жоғ арғ ы T₁> T₂ температурамен беріледі. Мұ нда Q = Q₁-Q₂ =A немесе Q₁ = Q₂+A

Жү йеден Т₁ термостатқ а берілген жылу мө лшері Q_1, Т₂ термостаттан алынғ ан жылу мө лшері Q₂ – ден жү йеде жасалғ ан жұ мысқ а ү лкен.

Тоң азытқ ыш машинаның эффектілігі тоң азытқ ыш коэффицентімен сипатталады, ол температурасы тө мен термостаттан алынғ ан жылу Q-нің тоң азытқ ыш машинаны жү ргізуге жұ мсалғ ан жұ мыс А-ғ а қ атынасына тең: