Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

100 Поскольку при выводе этого соотношения был использован вто- рой закон, можно подумать, что справедливость уравнения (5.18) ог- раничена обратимыми процессами. Однако энтропия, внутренняя энер- гия и объем системы зависят только от настоящего состояния сис- темы, а не от того, каким образом это состояние достигнуто, точно так же как потенциальная энергия частицы заданной массы в поле земного притяжения зависит только от высоты нахождения частицы над поверхностью Земли и не зависит от того, была ли частица опу- щена на эту высоту сверху или поднята снизу. Дифференциалы dU , dS и dV являются полными дифференциа- лами. Полагая поочередно дифференциалы dU , dS и dV равными нулю и отмечая постоянные нижним индексом U , S и Т , получим: U dS p dV T        ; (5.19) S dU p dV         ; (5.20) v dU T dS        . (5.21) Уравнение (5.21) является термодинамическим определением температуры. Уравнение (5.19) можно применить к изотермическо- му расширению или сжатию идеального газа, энергия которого, со- гласно кинетической теории, равна: 3 2 U NkT  . Для такого газа постоянство энергии при изменении состояния очевидно, эквивалентно постоянству температуры. В этом случае: T dS p dV T        или, поскольку: NkT p V  ;   ln T T dS Nkd V  .