ся набагато швидше за наявності в системі зовнішніх і внутрішніх «шумів». Таким чином, шумові ефекти призводять до прискорення процесу «самоорганізації».
3. Ентропія
Термодинамічна ентропія S, часто просто іменована ентропія, в хімії та термодинаміки є функцією стану термодинамічної системи.
Поняття ентропії було вперше введено в 1865 році Рудольфом Клаузиусом. Він визначив зміна ентропії термодинамічної системи при оборотному процесі як відношення загальної кількості тепла? Q до величини абсолютної температури T:
(10)
Наприклад, при температурі 0 ° C, вода може знаходитися в рідкому стані і при незначному зовнішньому впливі починає швидко перетворюватися на лід, виділяючи при цьому деяка кількість теплоти. При цьому температура речовини так і залишається 0 ° C. Змінюється стан речовини, що супроводжується виділенням тепла, внаслідок зміни структури.
Рудольф Клаузіус дав величиною S ім'я «ентропія», що походить від грецького слова?? o??, «зміна» (зміна, перетворення, перетворення). Дане рівність ставиться до зміни ентропії, не визначаючи повністю саму ентропію.
Ця формула застосовна тільки для ізотермічного процесу (що відбувається при постійній температурі). Її узагальнення на випадок довільного квазістатичного процесу виглядає так:
(11)
де - приріст (диференціал) ентропії деякої системи, а - нескінченно мала кількість теплоти, отримане цією системою.
Необхідно звернути увагу на те, що аналізованих термодинамічна визначення застосовне лише до квазистатическим процесам (що складається з безперервно наступних один за одним станів рівноваги).
Величина dS є повним диференціалом, тобто її інтегрування по будь-якому довільно обраному шляху дає різниця між значеннями ентропії в початковому (А) і кінцевому (В) станах:
(12)
Теплота не є функцією стану, тому інтеграл від? Q залежить від обраного шляху переходу між станами А і В. Ентропія вимірюється в Дж / (моль · град).
Поняття ентропії як функції стану системи постулюється другим початком термодинаміки, яке виражає через ентропію відмінність між необратімимі і оборотними процесами. Для перших dS>? Q / T для другого dS =? Q / T.
Оскільки ентропія є функцією стану <# «26» src=«doc_zip15.jpg» /> вважати повним диференціалом можна.
Ентропія, таким чином, відповідно до вищеописаного, визначена аж до довільної адитивної постійної. Третій початок термодинаміки <# «28» src=«doc_zip16.jpg» /> при температурі T1 і йде кількість тепла при температурі T2. Приріст ентропії, пов'язане з даними тепловими потоками, так само:
(13)
У стаціонарних системах зазвичай =, T1> T2, так що < 0. Оскільки тут зміна ентропії негативно, то часто вживають вираз «приплив негентропії», замість відтоку ентропії з системи. Негентропії визначається, таким чином, як «негативна ентропія».
Сумарна зміна ентропії відкритої системи дорівнюватиме:
dS=dSi + dS0 (14)
Якщо весь час dS> 0, то зростання внутрішньої ентропії НЕ компенсується припливом зовнішньої негентропії, система рухається до найближчого стану рівноваги. Якщо dS=0, то ми маємо стаціонарний процес з незмінною загальної ентропією. У цьому випадку в системі здійснюється деяка внутрішня робота з генерацією внутрішньої ентропії,...
