Ентропія – що це таке, простими словами в хімії, фізиці і який її коефіцієнт

У фізиці

Цей термін використовується в таких розділах фізики, як термодинаміка і статистична фізика. Термодинаміка вивчає способи передачі і перетворення енергії. Вона має справу з процесами, у яких можна використовувати поняття температури. Саме в термодинаміці вперше почали використовувати це поняття. Ввів його німецький учений Рудольф Клаузіус. Статистична механіка вивчає поведінку систем з кінцевої кількості частинок, використовуючи для цього методи теорії ймовірності.

У різних розділах фізики цей термін означає дещо різні речі. У термодинаміці це характеристика незворотного розсіювання енергії. У статистичній фізиці ця величина показує ймовірність якогось стану.

В термодинаміці

Ентропія — єдина величина, що показує напрямок фізичних процесів. Що це означає?

  • В ізольованій системі, тобто тієї, яка не обмінюється ні речовиною, ні енергією з оточуючими предметами, процеси завжди йдуть так, що невпорядкованість збільшується. Досягнувши максимуму, вона залишається постійною. В цьому суть другого початку термодинаміки.
  • Оборотні процеси не змінюють невпорядкованість.
  • Незворотні процеси завжди йдуть так, що безлад збільшується.
    У відкритій системі ця величина може зростати або залишатися постійною, можливі і такі процеси, при яких безлад зменшується. Тобто втручанням ззовні ми можемо зменшити невпорядкованість.
Дивіться також:  Постулати Бора: коротко про основні положення теорії і застосування формули

Всяка система, що знаходиться в незмінних зовнішніх умовах, з часом приходить в стан рівноваги і не може самостійно з нього вийти. При цьому всі її частини будуть мати однакову температуру. Це нульовий початок термодинаміки.

У рівновазі безлад найбільше. Наприклад, є посуд, розділений перегородкою. З одного боку знаходиться один газ, з іншого — інший. Якщо прибрати перегородку, поступово гази змішаються і самостійно вже не розділяться знову. Такий стан буде більш хаотичним, ніж стан, коли гази були розділені.

У фізиці ця величина — функція стану системи. Це означає, що вона залежить від параметрів системи:

  • температури;
  • тиску;
  • обсягу;
  • внутрішньої енергії.

У статистичній механіці

У статистичній механіці це поняття пов’язане з ймовірністю отримати певний стан. Наприклад, для декількох предметів або частинок вона залежить від числа способів їх розташувати.

Є кілька визначень цієї величини. Найбільш просте визначення Больцамана. Вона дорівнює логарифму ймовірності стану, помноженому на постійну Больцмана: S=k*ln(W).

Сторінка: 1 2 3 4 5 6 7