Entropijos pokyčio nustatymas kaitinant ir išlydant kūną

Darbo užduotis.
Nubrėžti metalo temperatūros priklausomybės nuo šildymo laiko grafiką, nustatyti lydymosi temperatūrą ir apskaičiuoti atitinkamus entropijos pokyčius.
Teorinė dalis.
Entropija S, kaip ir vidinė energija, laisvoji energija, entalpija, yra termodinaminės sistemos būsenos funkcija. Ji tam tikru būdu priklauso nuo termodinaminės sistemos būsenos parametrų. Kintant sistemos būsenai, kinta ir entropija, tačiau proceso pobūdis neturi įtakos jos pilnutiniam pokyčiui S.
Skiriami grįžtamieji ir negrįžtamieji procesai. Mechaninį, ar termodinaminį procesą, vadiname grįžtamuoju, jeigu, jam pasibaigus, sistemą galima atvirkščia tvarka, per tas pačias tarpines būsenas, grąžinti į pradinę būseną ir nelieka aplinkoje pokyčių. Termodinamikoje įrodoma, kad elementaraus grįžtamojo proceso metu termodinaminei sistemai „gavus” elementarųjį šilumos kiekį Q, jos entropija pakinta elementariuoju dydžiu
. (1)
Entropijos pokyčio ženklas sutampa su dydžio Q ženklu. Sistemai šilumos kiekį suteikiant (Q > 0), jos entropija didėja (dS > 0), - atimant („gautas” neigiamas šilumos kiekis, t.y. Q < 0) – mažėja (dS < 0). Dydis Q/T vadinamas elementariuoju redukuotuoju šilumos kiekiu. Iš to kas pasakyta išplaukia toks termodinaminis entropijos apibrėžimas: termodinaminės sistemos entropija yra tokia sistemos būsenos funkcija, kurios elementarusis pokytis lygus grįžtamojo proceso elementariajam redukuotajam šilumos kiekiui. Integruodami (1) lygybę, apskaičiuojame termodinaminės sistemos entropijos pilnutinį pokytį, kai ji grįžtamai pereina iš pradinės būsenos 1 į galutinę 2:
; (2)
čia S1 ir S2 – termodinaminės sistemos entropijos vertės atitinkamai pradinėje ir galutinėje būsenose.
Statistikinė fizika įrodo, kad termodinaminės sistemos entropija S vienareikšmiškai susieta su netvarkos dydžiu sistemoje ir yra termodinaminės sistemos netvarkos matas. Pavyzdžiui, kristaliniame kūne mažiausia netvarka, o tuo pačiu ir entropija, kai jo temperatūra artima 0 K laipsnių. Šildant tokį kūną, didėja jo struktūrinių dalelių chaotiškas judėjimas, kai kurios dalelės net palieka gardelės mazgus ir dėl to kristale netvarka, o tuo...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!