Cтраница 3
Так как число способов, которыми можно реализовать то или иное состояние, не зависит от пути перехода в него, то энтропия является функцией состояния системы. Она определяет направление самопроизвольных процессов в изолированной системе: энтропия изолированной системы по мере протекания процесса непрерывно возрастает. Этот вывод довольно легко распространить и на неизолированные системы, если реакции происходят в термостатах достаточно большого размера, внешняя оболочка которых может рассматриваться как изолирующая. Таким образом, если в понятие системы включить не только конкретный аппарат, в котором происходит реакция, но и внешнюю среду, которую можно считать заключенной в изолирующую оболочку, то можно утверждать, что все самопроизвольные процессы сопровождаются возрастанием энтропии. Это утверждение следует понимать только так: сумма энтропии системы и термостата должна обязательно возрастать, но энтропия отдельной части может изменяться произвольным образом - ее значение может как возрастать, так и уменьшаться. [31]
Третий: когда как изменение энтальпии, так и энтропии отрицательны. В этом случае направление самопроизвольного процесса определяется температурой. При низкой температуре самопроизвольно идет прямая реакция, так как по абсолютной величине изменение энтальпии больше произведения температуры на изменение энтропии. [32]
Для выяснения направления самопроизвольных процессов в приведенных примерах не стоит вычислять G - no - тенциал систем. В рассмотренных случаях направления самопроизвольных процессов очевидны на основании житейского опыта. [33]
Во-первых, на основании диаграммы состояния мы имеем возможность совершенно точно установить, какой фазовый состав при любой температуре имеет сплав в равновесном состоянии и, следовательно, к какому фазовому составу будет стремиться сплав, находящийся в неравновесном состоянии. Существование равновесного состояния системы определяет направление самопроизвольных процессов, которые совершаются или могут совершаться в системе, находящейся в неравновесном состоянии. [34]
Подобно тому как изменение энтропии определяет направление самопроизвольных процессов в изолированных системах, изменение термодинамических потенциалов может служить для той же цели при любых изотермических процессах. [35]
Кроме адиабатных, особенно важен случай изотермических условий, так как именно этот случай особенно часто реализуется на практике. Для решения вопроса о критерии равновесия или направления самопроизвольных процессов в изотермических условиях вводятся еще две функции состояния. При этом если для энтропии было необходимо доказывать, что введенная функция есть функция состояния, то для этих новых функций доказательства не потребуется. Они по определению будут составлены из других функций состояния и макроскопических параметров, определяющих состояние. [36]
Как показано в § 20, в изолированных системах энтропия может только увеличиваться и достигать своего максимума, когда система находится в равновесии. Поэтому она и используется для суждения о направлении самопроизвольных процессов в таких системах. Однако в естественных условиях подавляющее большинство процессов протекает в неизолированных системах. [37]
Переход к устойчивому состоянию в потоке отвечает стационарному режиму и производная энтропия по времени в этом состоянии минимальна. Только для термодинамических систем при U и v постоянных энтропии может помочь определить направление самопроизвольного процесса, ведущего к равновесию, а ее значение позволит оценить состояние равновесия. Максимум энтропии и определяет наиболее устойчивое и равновесное состояние. [38]
Энтропия используется во всех термодинамических исследованиях, в которых решается вопрос о возможности протекания и о направлении самопроизвольного процесса. [39]
Повторяя теперь ход рассуждений, приведенный для энергии, заменяя везде изохорные условия ( dv - 0) на изобарные условия ( dp 0), можно прийти к следующим выводам. В адиабат-но-изобарных ( dS 0; dp - - 0) условиях энтальпия служит критерием равновесия или направления самопроизвольных процессов. [40]
Все четыре функции ( энергия, энтальпия, энергия Гельмгольца и энергия Гиббса) в соответствующих условиях служат критерием равновесия или направления самопроизвольного процесса. [41]
В теории теплообмена используются I и II законы термодинамики. Первый закон, как одна из форм закона сохранения энергии, используется в уравнениях теплового баланса процессов теплопередачи. Второй закон термодинамики определяет направление самопроизвольных процессов распространения теплоты в физических телах и системах. [42]
Величина G, как и F, в обратимых процессах не изменяется, а в необратимых может только убывать. Таким образом, изотермные потенциалы характеризуют направление самопроизвольных процессов и предел протекания для изотермических условий. В противоположность энтропии изотермные потенциалы при самопроизвольных процессах уменьшаются. [43]
Все самопроизвольные процессы направлены в сторону равновесного состояния. Важно уметь определять для каждого случая критерии равновесного состояния. Если критерий равновесного состояния известен, то можно определить направление возможного самопроизвольного процесса, что особенно важно при анализе систем с химическими реакциями. [44]
Действительно, развитие живых организмов сопровождается упорядочением вещества, составляющего организм. С точки зрения классической термодинамики это выглядит как самопроизвольное уменьшение энтропии живых систем и, конечно, явно противоречит второму закону термодинамики. Однако данное противоречие лишь кажущееся, поскольку увеличение энтропии определяет направление самопроизвольных процессов лишь для изолированных систем, а не открытых, какими являются живые организмы. [45]