ує однозначна функція стану S, яка при квазістатичних адіабатних процесах (dQ = 0) залишаєтьсяпостійною. Процеси, в яких Е. залишається постійною, називаються ізоентропійний. Прикладом може служити процес, широко використовуваний для отримання низьких температур, - адіабатне розмагнічування (див. Магнітне охолоджування). При ізотермічних процесах зміна Е. одно відношенню повідомленої системі теплоти до абсолютної температурі. Наприклад, зміна Е. при випаровуванні рідини дорівнює відношенню теплоти випаровування до температури випаровування за умови рівноваги рідини з її насиченою парою. Відповідно до першого початку термодинаміки (закону збереження енергії), dQ = dU + pdV, тобто сообщаемое системі кількість теплоти дорівнює сумі приросту внутрішньої енергії dU і чиненої системою роботи pdV, де р - тиск, V - об'єм системи. З урахуванням першого початку термодинаміки диференціальне визначення Е. набирає вигляду, (3) звідки випливає, що при виборі в якості незалежних змінних внутрішнього енергії U і об'єму V приватні похідні Е. пов'язані з абсолютною температурою і тиском співвідношеннями: Ці вислови є рівняння стану системи (перше - калоріческой, друге - термічне). Рівняння (4) лежить в основі визначення абсолютної температури (див. також Температура, Температурні шкали). Формула (2) визначає Е. лише з точністю до адитивної постійної (т. е. залишає початок відліку Е. довільним). Абсолютне значення Е. дозволяє встановити третій початок термодинаміки, або Нернста теорему: при прагненні абсолютної температури до нуля різницю DS для будь-якої речовини прагне до нуля незалежно від зовнішніх параметрів. Тому: Е. всіх речовин при абсолютному нулі температури можна прийняти рівною нулю (це формулювання теореми Нернста запропонував у 1911 М. Планк). Грунтуючись на ній, за початкову точку відліку Е. приймають So = 0 при Т = 0. Важливість поняття Е. для аналізу необоротних (Нерівноважних) процесів: також була показана вперше Клаузіусом. Для необоротних процесів інтеграл від приведеної теплоти dQ/Т по замкнутому шляху завжди негативний (, т.з.. нерівність Клаузіуса). Це нерівність - наслідок теореми Карно: ккд частково або повністю незворотного циклічного процесу завжди менше, ніж ккд оборотного циклу. З нерівності Клаузіуса випливає, що тому Е. адіабатично ізольованої системи при необоротних процесах може тільки зростати. Т. о., Е. визначає характер процесів у адіабатичної системі: можливі тільки такі процеси, при яких Е. або залишається незмінною (оборотні процеси), або зростає (необоротні процеси). При цьому не обов'язково, щоб зростала Е. кожного з тіл, що бере участь у процесі. Збільшується загальна: сума Е. тіл, в яких процес викликав зміни. Термодинамічної рівноваги адіабатичної системи відповідає стан з максимумом Е. Ентропія може мати не один, а кілька максимумів, при цьому система буде мати кілька станів рівноваги. Рівновага, якому відповідає найбільший максимум Е., називається абсолютно стійким (Стабільним). З умови максимальності Е. адіабатичні системи в стані рівноваги випливає важливий наслідок: температура всіх частин системи в стані рівноваги однакова. Поняття В«Е.В» можна застосувати і до термодинамічно нерівноважним станам, якщо відхилення від термодинамічної рівноваги невеликі і можна ввести уявлення про локальний термодинамічній рівновазі в малих, але ще макроскопічних обсягах. Такі стани можна охарактеризувати термодинамічними параметрами (температурою, тиском і т. д.), слабо залежними від просторових координат і часу, а Е. термодинамічно нерівноважногостану визначити як Е. рівноважного стану, характеризується тими ж значеннями параметрів. В цілому Е. нерівноважної системи дорівнює сумі Е. її частин, що знаходяться в локальному рівновазі. Термодинаміка нерівноважних процесів дозволяє більш детально, ніж класична термодинаміка, досліджувати процес зростання Е. і обчислити кількість Е., що утворюється в одиниці об'єму в одиницю часу внаслідок відхилення системи від термодинамічної рівноваги - виробництво ентропії. Виробництво Е. завжди позитивно і математично виражається квадратичною формою від градієнтів термодинамічних параметрів (температури, гідродинамічної швидкості або концентрацій компонентів суміші) з коефіцієнтами, званими кінетичними (див. Онсагера теорема). Статистична фізика пов'язує Е. з вірогідністю здійснення даного макроскопічного стану системи. Е. визначається через логарифм статистичної ваги W даного рівноважного стану S = k ln W (E, N), (7) де k - Больцмана постійна, W (E, N) - число квантовомеханічних рівнів у вузькому інтервалі енергії DЕ поблизу значення енергії Е системи з N частинок. Вперше зв'язок Е. з вірогідністю стану системи була встановлена ​​Л. Больцманом в 1872: зростання Е. системи зумовлено її переходом з менш ймовірного стану в більш ймовірне. Іншими словами, еволюція замкнутої системи здійснюється в напрямку найбільш ймовірного розподілу енергії по окремих підсистемах. На відміну від термодинаміки статистична ...
