|
точках системы станут одинаковыми. Вывести систему из этого равновесного состояния можно, только затратив энергию извне.
3.6.6. Статистический смысл энтропии. Третье начало термодинамики
Энтропия - одна из важнейших функций состояния. Она является количественной мерой хаоса и определяется двумя способами. Мы рассмотрели энтропию как функцию макросостояния (термодинамический способ). Посмотрим на энтропию с другой стороны (статистический способ).
Макросостояние - это состояние вещества, характеризуемое его термодинамическими параметрами.
Состояние же системы, характеризуемое состоянием каждой входящей в систему молекулы, называют микросостоянием.
Так как молекулы движутся хаотически, то имеется много микросостояний, соответствующих одному макросостоянию. Пусть W- число микросостояний, соответствующее данному макросостоянию (как правило, W >> 1).
Термодинамической вероятностью, или статистическим весом, макросостояния W называется число микросостояний, осуществляющих данное макросостояние (или число перестановок одноименных элементов, при которых сохраняется данное макросостояние).
Термодинамическая вероятность W максимальна, когда система находится в равновесном состоянии.
В состоянии равновесия и термодинамическая вероятность максимальна, и энтропия максимальна. Из этого можно сделать вывод, что между ними существует связь.
Энтропия - это функция состояния системы, связанная со статистическим весом формулой
S = k ln W.
С этой точки зрения энтропия выступает как мера беспорядочности, хаотичности состояния.
Связь между S и W позволяет несколько иначе сформулировать второе начало термодинамики: наиболее вероятным изменением энтропии является ее возрастание.
Энтропия замкнутой системы максимальна при достижении системой равновесного состояния.
|
