Если энтропия является функцией состояния, то почему все говорят об обратимых и необратимых процессах?

Итак, я готовлюсь к экзамену на степень бакалавра по термодинамике, и я просто не могу понять значение обратимости и необратимости процесса по отношению к энтропии. Я имею в виду, что если энтропия является функцией состояния, и система в состоянии А имеет энтропию S(A), а система в состоянии B имеет S(B), то какая нам разница, обратим или необратим путь между ними?

Кроме того, мой профессор заявил, что в необратимом цикле изменение энтропии не равно нулю. Как это может быть, если цикл определяется наличием точно такого же состояния, как начало и конец, а энтропия является функцией состояния?

Все это меня очень смущает, и я был бы очень признателен за некоторые разъяснения.

Вот что разрешило мне ту же путаницу, когда я был в вашей точке зрения: «Функция состояния — это НЕ то же самое, что механический потенциал». Это очень похоже на одно, не так ли, с определением различных путей, по которым может пойти система, и все такое? Так какая разница? Отличие состоит в том, что в потенциальных задачах потенциал является единственной релевантной физической величиной. Она полностью определяет динамику системы. В термодинамике это не так. Соответствующая физика в термодинамике - это передача тепла между температурными ваннами, которая является необратимым процессом.
Хм, спасибо за комментарий. Я не уверен, что полностью это понимаю, но вы совершенно правы, что в своей голове я рассматривал эти две вещи, а именно функции состояния и математические потенциалы, как одно и то же. Я очень удивлен, что они не такие же, на самом деле. Я постараюсь понять, что вы здесь говорите.

Ответы (2)

Также нужно учитывать окружение. Если вы переходите из состояния A в состояние B через обратимый процесс, изменение энтропии системы точно компенсирует противоположное изменение энтропии для окружающей среды; так что в целом энтропия не меняется. С другой стороны, если бы это был необратимый процесс, изменение энтропии системы (хотя и такое же, как и в случае обратимого, поскольку это функция состояния), не компенсирует изменение энтропии для окружающей среды. И в целом наблюдается положительное изменение энтропии Вселенной.

Далее, в обратимом случае можно напрямую связать изменение энтропии системы с передаваемым теплом, обратимо деленное на температуру окружающей среды. Но в необратимом случае тепло, переданное необратимо, нельзя использовать для оценки изменения энтропии, и вам нужно будет использовать эквивалентный обратимый процесс с теми же конечными точками равновесия.

Как это должно работать? Обратимый процесс изменяет энтропию системы на dS_sys^irr=dQ/T, а необратимый процесс изменяет ее на dS_sys^rev > dQ/T. Таким образом, есть разница в 2 значениях. Вклад среды должен быть таким же, потому что среда очень велика и обратимо поглощает энергию (поэтому всегда dS_env=-dQ/T)?
Вклад среды должен быть таким же, потому что среда очень велика и обратимо поглощает энергию (поэтому всегда dS_env=-dQ/T)? Изменение общей энтропии (sys+env) также отличается (=0 для обратимого процесса и >0 для необратимого), так как же тогда энтропия может быть функцией состояния?
Общая энтропия (sys + env) НЕ является функцией состояния. Но энтропия системы ТОЛЬКО является функцией состояния, что означает, что она не зависит от того, как вы достигли состояния, будь то обратимый или необратимый путь, энтропия системы в этом состоянии будет одинаковой.
Если полная энтропия не является функцией состояния, а энтропия системы им является, означает ли это, что энтропия окружения не является функцией состояния?

  1. В случае С ( А ) знак равно С ( Б ) есть много путей для подключения А к Б но только один обратимый, т. е. по которому можно двигаться в обоих направлениях без увеличения общей энтропии во Вселенной. Этот результат очень важен в циклических процессах.

  2. Ваш профессор говорил об общей энтропии во Вселенной, а не об энтропии системы, подвергающейся циклическому процессу.

См. главу 4 «Термодинамика и введение в термостатистику» Герберта Каллена, в которой есть отличное объяснение этой темы.

На самом деле существует бесконечное число обратимых путей, каждый из которых дает точно такое же изменение энтропии.
Если энтропия является функцией состояния, то почему все говорят об обратимых и необратимых процессах?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v