Was ist Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik – Definition

Verschiedene Gesetzeserklärungen

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik kann auf viele spezifische Arten ausgedrückt werden. Jede Aussage drückt das gleiche Gesetz aus. Nachfolgend sind drei aufgeführt, die häufig auftreten.

• Clausius-Erklärung
• Kelvin-Planck-Erklärung
• Entropie und das zweite Gesetz

Vor diesen Aussagen müssen wir an die Arbeit eines französischen Ingenieurs und Physikers erinnern  ,Nicolas Léonard Sadi Carnot, der das Studium des zweiten Gesetzes vorangetrieben hat, indem er ein Prinzip ( auch Carnots Regel genannt ) formuliert hat , das Grenzen für den maximalen Wirkungsgrad festlegt, den eine Wärmekraftmaschine erreichen kann .

Entropie und das zweite Gesetz

Eine Konsequenz des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik ist die Entwicklung der physikalischen Eigenschaft der Materie, die als Entropie (S) bekannt ist . Die Änderung dieser Eigenschaft wird verwendet, um die Richtung zu bestimmen, in die ein bestimmter Prozess abläuft. Die Entropie quantifiziert die Energie einer Substanz, die nicht mehr für nützliche Arbeiten zur Verfügung steht . Dies bezieht sich auf das zweite Gesetz, da das zweite Gesetz vorhersagt, dass nicht die gesamte Wärme, die einem Kreislauf zugeführt wird, in den gleichen Arbeitsaufwand umgewandelt werden kann. Es muss eine gewisse Wärmeabgabe stattfinden.

Siehe auch: Entropie

Nach Clausius wurde die Entropie über die Änderung der Entropie S eines Systems definiert. Die Änderung der Entropie S, wenn ihr durch einen reversiblen Prozess bei konstanter Temperatur eine Wärmemenge Q zugesetzt wird, ist gegeben durch:

Hier ist Q die Energie, die während des Prozesses als Wärme zum oder vom System übertragen wird, und T ist die Temperatur des Systems in Kelvin während des Prozesses. Die SI – Einheit für die Entropie ist J / K .

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik kann auch als ∆S≥0 für einen geschlossenen Kreislauf ausgedrückt werden.

In Worten:

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt niemals ab. In einem natürlichen thermodynamischen Prozess nimmt die Summe der Entropien der wechselwirkenden thermodynamischen Systeme zu.

∆S≥0

Da die Entropie so viel über die Nützlichkeit einer bei der Ausführung von Arbeiten übertragenen Wärmemenge aussagt, enthalten die Dampftabellen Werte der spezifischen Entropie (s = S / m) als Teil der tabellierten Informationen.