Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

94 ло способов, которыми может быть осуществлено данное макросос- тояние вещества. В 1865 г. немецкий физико-химик Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус, пытаясь найти соотношение между количеством теплоты в изолированной системе и абсолютной температурой этой системы, ввел в термодинамику понятие энтропии , которое характеризует степень неупорядоченности физической системы. При этом он уста- новил ее важную особенность: в замкнутой системе энтропия либо остается неизменной (в обратимых процессах), либо возрастает (в необратимых процессах). Таким образом, энтропия является функцией состояния систе- мы и имеет следующие свойства: • для бесконечно малых обратимых изменений системы Q dS T   , (5.7) • для бесконечно малых самопроизвольных изменений системы Q dS T   . (5.8) Тем самым Клаузиус показал, что изменение энтропии опреде- ляет направление протекания процесса. Все реальные процессы необратимы, поэтому энтропия всегда возрастает. Энтропия имеет размерность Джоуль/(моль  К) и определяется формулой Больцмана: S = k ln W или ln A R S W N  , (5.9) где N A – число Авогадро; k – постоянная Больцмана, равная 1,38  10 –23 Дж/К. Обозначение  Q употребляется вместо dQ , чтобы показать, что Q не является полным дифференциалом и зависит от пути перехода. Изменение энтропии для конечного перехода от состояния пер- вого ко второму состоянию выражается интегралом: 2 2 1 1 Q S S S T       , (5.10) если Т = const (изотермический процесс):