Энтропия: свойства и методы определения
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Энтропия (от греч. внутрь + тропа вращение, преобразование) - одна из значений, относящихся к тепловому состоянию тела или системы тел; величина системы внутренней хаотичности; относительно всех процессов, возникающих непосредственно в замкнутой системе, энтропия либо увеличивается (необратимые процессы), либо переходит в постоянную фазу (обратимые процессы). Понятие энтропии впервые ввел немецкий физик Рудольф Клаузиус в середине прошлого века. Вместе с английским лордом Уильямом Томсоном (Кельвином) они открыли второй закон термодинамики и сделали из него непредвиденные заключения. Данное начало определяет в природе наличие абсолютной асимметрии, т. е. непосредственно однонаправленности всех возникающих в природе неожиданных процессов. Отметим, что об этой диспропорции доказывает непосредственно все, что нас охватывает: горячие тела в дальнейшем остывают, но сами холодные тела вовсе не становятся горячими; прыгающий мяч в конечном итоге останавливается, но в состоянии покоя мяч не отскакивает самопроизвольно. Второй закон термодинамики говорит непосредственно о естественном направлении, в котором возникает реформа распространения энергии, и данное течение полностью не имеет зависимости от данного равного количества. При всех преобразованиях разного вида энергии в финале превращаются в тепло, которое, предоставленное самому себе, исчезает в мировой аэротории. Поскольку этот процесс отвода тепла необратим, рано или поздно все звезды непосредственно погаснут, все действующие процессы в Природе решаться и настанет состояние, которое Клаузиус именовал «тепловой смертью» Вселенной. В результате своих рассуждений о «тепловой смерти» Вселенной Клаузиус установил математическое значение, которое он назвал энтропией. Фактически энтропия является величиной степени беспорядка, степени хаоса в состоянии физической системы. Второй закон термодинамики гласит, что энтропия изолированной физической системы никогда не уменьшается - в конце концов она может оставаться неизменной. Целью данной работы является изучение энтропии, ее свойств и методов определения. Для достижения данной цели необходимо решить ряд следующих задач: 1. изучить характерные черты энтропии; 2. рассмотреть понятие энтропии в термодинамике; 3. охарактеризовать термодинамическую дефиницию энтропии 4. переосмыслить энтропию в рациональной термодинамике; 5. выявить свойства энтропии; 6. выявить методы определения энтропии.
Энтропия простой системы
Первый принцип (закон) термодинамики осуществляет слияние непосредственно между внутренней энергией, работой и теплотой: одна из данных физических величин определяется при помощи двух других, которые, являясь первичными объектами теории, в виду самой...
Открыть главуЭнтропия открытой системы
Предполагая, что тепло и работа - это два единственно возможных способа передачи энергии, а также изменение энергии, имеющее связь непосредственно с перемещением вещества в открытой системе. Существует неотъемлемая часть общей работы, которая называе...
Открыть главуСвойства энтропии, полученные из этого определения:
SE=0= ST=0=0; ∂S∂E= 1T0; ∂2S∂E2=-1T2CV0; где CV — теплоёмкость системы при непрерывном объёме. Из определения энтропии и ее свойств следует, что в состоянии непрерывности энергии энтропия системы максимальна, в то время как все части системы обладают...
Открыть главуЗаключение
Среди всех физических величин, вошедших в науку в XIX в., энтропия занимает особое место в силу своей необыкновенной судьбы. С самого начала энтропия утвердилась в теории тепловых машин. Однако очень скоро рамки этой теории оказались ей тесны, и она проникла в другие области физики, прежде всего в теорию излучения. Экспансия энтропии этим не ограничилась. В отличие, например, от других термодинамических величин энтропия довольно быстро перешагнула границы физики. Энтропия является фундаментальной физической величиной. С введением энтропии завершился этап формирования основных понятий термодинамики. Следующий этап начался с выяснения физического смысла энтропии. Трактовка энтропии с помощью принципа Больцмана, то есть установление связи между энтропией и вероятностью состояния системы или ее статистическим весом, позволила энтропии выйти за пределы термодинамики и равновесной статистической физики и проникнуть в другие области науки, например в теорию информации. Научный потенциал энтропии далеко не исчерпан уже существующими приложениями. В перспективе проникновение энтропии в новую область науки - синергетику, которая занимается изучением закономерностей образования и распада пространственно-временных структур в системах различной природы: физических, химических, биологических, экономических, социальных и т.д. Триумфальное шествие энтропии продолжается. Целью настоящей работы являлось изучение энтропии, ее свойств и методов определения. В ходе достижения данной цели были решены следующие задачи: 1. изучены характерные черты энтропии; 2. рассмотрено понятие энтропии в термодинамике; 3. охарактеризована термодинамическая дефиниция энтропии; 4. энтропия была переосмыслена в рациональной термодинамике; 5. выявлены свойства энтропии; 6. рассмотрены методы определения энтропии.
Список литературы
1. Зоммерфельд А. Термодинамика и статистическая физика. М.: Изд-во Иностр. лит., 2015. C. 125. 2. Киржниц Д.А. Горячие «черные дыры»: Новое в понимании природы теплоты, 2017. С. 84. 3. Осипов А.И. Термодинамика вчера, сегодня и завтра, 2019. С. 79. 4. Осипов А.И., Уваров А.В. Энтропия и ее роль в науке, 2004. С. 149. 5. Ребане К.К. Энергия, энтропия, среда обитания. Таллин: Валгус, 2014. C. 163. 6. Смородинский Я.А. Температура. М.: Наука, 2020. C. 241. 7. Шамбадаль П. Развитие и приложения понятия энтропии. М.: Наука, 2017. C. 165. 8. Кириллин В.А. и др. Техническая термодинамика: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 2013. C. 213. 9. Охотин В.С. Основы теплотехники.- М., 2018. С. 183. 10. Поршаков Б.П., Романов Б.А. Основы термодинамики и теплотехники.- М.: Недра, 2018. С. 190. 11. Крутова В.И. Теплотехника.- М.: Машиностроение, 2017. С. 89. 12. Казинаков А.А. Теплоэнергетика и теплотехника.- М.: Энергия, 2016. С. 211.
