Undang-undang kedua termodinamik menetapkan kriteria untuk ketakterbalikan proses termodinamik. Terdapat banyak rumusan hukum kedua yang setara antara satu sama lain. Kami membentangkan di sini hanya satu rumusan yang berkaitan dengan entropi.

wujud fungsi negeri- entropi S, yang mempunyai sifat berikut: , (4.1) di mana tanda sama merujuk kepada proses boleh balik, dan lebih besar daripada tanda merujuk kepada yang tidak boleh diterbalikkan.

Untuk sistem terpencil, undang-undang kedua menyatakan: dS i 0, (4.2) i.e. entropi sistem terpencil dalam proses tak boleh balik hanya boleh meningkat, dan dalam keadaan keseimbangan termodinamik ia mencapai maksimum ( dS = 0,
d 2 S < 0).

Ketaksamaan (4.1) dipanggil Ketaksamaan Clausius. Oleh kerana entropi ialah fungsi keadaan, perubahannya dalam sebarang proses kitaran ialah 0, oleh itu, untuk proses kitaran, ketaksamaan Clausius mempunyai bentuk:

di mana tanda sama diletakkan jika keseluruhan kitaran boleh diterbalikkan sepenuhnya.

Entropi boleh ditentukan menggunakan dua pendekatan yang setara - statistik dan termodinamik. Definisi statistik adalah berdasarkan idea bahawa proses tak boleh balik dalam termodinamik disebabkan oleh peralihan kepada keadaan yang lebih berkemungkinan, jadi entropi boleh dikaitkan dengan kebarangkalian:

di mana k= 1.38 10 -23 J/K - pemalar Boltzmann (k = R / N A) W- kebarangkalian termodinamik yang dipanggil, i.e. bilangan keadaan mikro yang sepadan dengan keadaan makro tertentu sistem (lihat Bab 10). Formula (4.4) dipanggil Formula Boltzmann.

Dari sudut pandangan termodinamik statistik yang ketat, entropi diperkenalkan seperti berikut:

di mana G( E) ialah isipadu fasa yang diduduki oleh ensembel mikrokanonik dengan tenaga E.

Definisi termodinamik entropi adalah berdasarkan pertimbangan proses boleh balik:

Takrifan ini membolehkan kita mewakili haba unsur dalam bentuk yang sama seperti pelbagai jenis kerja:

Q arr = TdS, (4.7)

di mana suhu memainkan peranan sebagai daya umum, dan entropi memainkan peranan sebagai koordinat umum (terma).

Pengiraan perubahan entropi untuk pelbagai proses

Pengiraan termodinamik perubahan dalam entropi adalah berdasarkan definisi (4.6) dan pada sifat terbitan separa entropi berkenaan dengan parameter termodinamik:

(4.8)

Dua identiti terakhir ialah hubungan Maxwell(lihat terbitan dalam Bab 5).

1) Pemanasan atau penyejukan pada tekanan malar.

Jumlah haba yang diperlukan untuk menukar suhu sistem dinyatakan menggunakan kapasiti haba: Q arr = C p dT.

(4.9)

Jika kapasiti haba tidak bergantung pada suhu dalam selang dari T 1 hingga T 2 , maka persamaan (4.8) boleh disepadukan:

Jika perubahan suhu berlaku pada isipadu tetap, maka dalam formula (4.9) dan (4.10) Cp hendaklah diganti dengan C V.

2) Pengembangan atau pengecutan isoterma.

Untuk mengira entropi dalam kes ini, anda perlu mengetahui persamaan keadaan sistem. Pengiraan adalah berdasarkan penggunaan hubungan Maxwell:

(4.11)

Khususnya, untuk pengembangan isoterma bagi gas ideal ( hlm = nRT / V)

Keputusan yang sama boleh didapati menggunakan ungkapan untuk haba pengembangan boleh balik isoterma bagi gas ideal: Q arr = nRT ln( V 2 /V 1) .

3) Peralihan fasa.

Dengan peralihan fasa boleh balik, suhu kekal malar, dan haba peralihan fasa pada tekanan malar adalah H fp, jadi perubahan dalam entropi ialah:

(4.13)

Semasa lebur dan mendidih, haba diserap, jadi entropi dalam proses ini meningkat: S tv< S dan< S d. Dalam kes ini, entropi persekitaran berkurangan mengikut nilai S f.p. , jadi perubahan dalam entropi Alam Semesta ialah 0, seperti yang dijangkakan untuk proses boleh balik dalam sistem terpencil.

4) Pencampuran gas ideal pada suhu dan tekanan malar.

Sekiranya n 1 mol satu gas yang menduduki isipadu V 1, dicampur dengan n 2 mol gas lain yang menduduki isipadu V 2 , maka jumlah isipadu akan sama dengan V 1 + V 2, dan gas mengembang secara bebas antara satu sama lain dan jumlah perubahan dalam entropi adalah sama dengan jumlah perubahan dalam entropi setiap gas:

di mana x i- pecahan mol i gas ke dalam campuran gas yang terhasil. Perubahan dalam entropi (4.14) sentiasa positif, kerana semua ln x i < 0, поэтому идеальные газы всегда смешиваются необратимо.

Jika, di bawah keadaan yang sama, dua bahagian gas yang sama bercampur, maka persamaan (4.14) tidak lagi terpakai. Tiada perubahan dalam sistem semasa mencampurkan, dan S= 0. Walau bagaimanapun, formula (4.14) tidak mengandungi sebarang parameter individu gas, oleh itu, nampaknya, ia harus digunakan untuk pencampuran gas yang sama. Percanggahan ini dipanggil Paradoks Gibbs.

Entropi mutlak

Tidak seperti banyak fungsi termodinamik lain, entropi mempunyai titik rujukan, yang diberikan oleh Postulat Planck (undang ketiga termodinamik):

Pada sifar mutlak T= 0 K semua kristal ideal
mempunyai entropi yang sama sama dengan sifar.

Oleh kerana suhu cenderung kepada sifar mutlak, bukan sahaja entropi cenderung kepada 0, tetapi juga derivatifnya berkenaan dengan semua parameter termodinamik:

(x = hlm, V). (4.15)

Ini bermakna hampir sifar mutlak, semua proses termodinamik berjalan tanpa perubahan dalam entropi. Kenyataan ini dipanggil teorem Nernst terma.

Postulat Planck membolehkan kita memperkenalkan tanggapan tersebut entropi mutlak bahan, i.e. entropi dikira dari sifar pada T= 0. Untuk mengira entropi mutlak bahan dalam keadaan piawai, adalah perlu untuk mengetahui pergantungan kapasiti haba Cp pada suhu bagi setiap fasa, serta suhu dan entalpi peralihan fasa. Jadi, sebagai contoh, entropi mutlak bahan gas dalam keadaan piawai pada suhu T terdiri daripada komponen berikut:

Jadual termodinamik biasanya memberikan nilai entropi mutlak dalam keadaan piawai pada suhu 298 K.

Nilai entropi mutlak bahan digunakan untuk mengira perubahan entropi dalam tindak balas kimia:

. (4.17)

CONTOH

Contoh 4-1. Tentukan pergantungan entropi pada isipadu untuk sistem termodinamik, yang diterangkan oleh persamaan keadaan (untuk satu mol)

Penyelesaian.

Mengintegrasikan kesamaan ini, kami mendapati pergantungan entropi pada volum:

di mana const bergantung kepada suhu.

Contoh 4-2. Kira perubahan dalam entropi apabila 0.7 mol sulfur monoklin dipanaskan dari 25 hingga 200 o C pada tekanan 1 atm. Muatan haba molar sulfur ialah:

C p (S tv) \u003d 23.64 J / (mol. K),
Cp(S w) \u003d 35.73 + 1.17. 10 -3 . T J / (mol. K).

Takat lebur sulfur monoklin ialah 119 o C, haba tentu pelakuran ialah 45.2 J/g.

Penyelesaian. Jumlah perubahan dalam entropi terdiri daripada tiga komponen: 1) memanaskan sulfur pepejal dari 25 hingga 119 ° C, 2) mencairkan, 3) memanaskan sulfur cair dari 119 hingga 200 ° C.

4.54 J/K.

2.58 J/K.

S = S 1 + S 2 + S 3 = 11.88 J/K.

Jawab. 11.88 J/K.

Contoh 4-3. Cari perubahan dalam entropi gas dan persekitaran jika n mol gas ideal mengembang secara isoterma dengan isipadu V 1 kepada volum V hlm.

Penyelesaian. a) Perubahan dalam entropi gas semasa pengembangan isoterma boleh balik boleh didapati menggunakan definisi termodinamik entropi dengan pengiraan haba pengembangan mengikut hukum pertama:

.

Oleh kerana pengembangan boleh diterbalikkan, jumlah perubahan dalam entropi Alam Semesta ialah 0, jadi perubahan dalam entropi persekitaran adalah sama dengan perubahan dalam entropi gas dengan tanda yang bertentangan:

.

b) Entropi ialah fungsi keadaan, jadi perubahan dalam entropi sistem tidak bergantung kepada bagaimana proses itu dilakukan - boleh balik atau tidak boleh balik. Perubahan dalam entropi gas semasa pengembangan tak boleh balik melawan tekanan luar akan sama seperti semasa pengembangan boleh balik. Perkara lain ialah entropi persekitaran, yang boleh didapati dengan mengira, menggunakan undang-undang pertama, haba yang dipindahkan ke sistem:

.

Dalam terbitan ini, kami menggunakan fakta bahawa U= 0 (suhu adalah malar). Kerja yang dilakukan oleh sistem terhadap tekanan luaran yang berterusan adalah sama dengan: A = hlm(V 2 -V 1), dan haba yang diterima oleh persekitaran adalah sama dengan kerja yang dilakukan oleh sistem, dengan tanda yang bertentangan.

Jumlah perubahan dalam entropi gas dan persekitaran adalah lebih besar daripada 0:

,

seperti yang dijangkakan untuk proses yang tidak dapat dipulihkan.

Contoh 4-4. Kira perubahan dalam entropi 1000 g air akibat pembekuannya pada -5 ° C. Haba pelakuran ais pada 0 ° C ialah 6008 J / mol. Kapasiti haba ais dan air ialah 34.7 dan 75.3 J/(mol K), masing-masing. Terangkan mengapa entropi berkurangan semasa pembekuan, walaupun prosesnya spontan.

Penyelesaian. Proses tak boleh balik pembekuan air pada suhu -5 ° C boleh diwakili sebagai urutan proses boleh balik: 1) memanaskan air daripada
-5 o C ke takat beku (0 o C); 2) pembekuan air pada 0 ° C; 3) penyejukan ais dari 0 hingga -5 °C:

Perubahan dalam entropi dalam proses pertama dan ketiga (apabila suhu berubah) dikira dengan formula (4.9):

77.3 J/K.

-35.6 J/K.

Perubahan entropi dalam proses kedua dikira seperti untuk peralihan fasa biasa (4.13). Ia hanya perlu diingat bahawa haba dibebaskan semasa pembekuan:

-1223 J/K.

Kerana entropi ialah fungsi keadaan, jumlah perubahan dalam entropi adalah sama dengan jumlah tiga proses ini:

S = S 1 + S 2 + S 3 = -1181 J/K.

Entropi berkurangan semasa pembekuan, walaupun prosesnya spontan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa haba dibebaskan ke alam sekitar dan entropi persekitaran meningkat, dan peningkatan ini lebih besar daripada 1181 J / K, jadi entropi Alam Semesta meningkat apabila air membeku, seperti yang dijangkakan dalam proses yang tidak dapat dipulihkan.

Jawab. -1181 J/K.

TUGASAN

4-1. Berikan satu contoh proses termodinamik yang boleh dijalankan secara boleh balik dan tidak boleh balik. Kira perubahan entropi sistem dan persekitaran dalam kedua-dua kes.

4-2. Semak ketaksamaan Clausius untuk proses kitaran yang dibentangkan dalam Masalah 2.14.

4-3. Kira entropi molar neon pada 500 K jika, pada 298 K dan isipadu yang sama, entropi neon ialah 146.2 J/(mol K).

4-4. Kira perubahan dalam entropi apabila 11.2 liter nitrogen dipanaskan dari 0 hingga 50 o C dan tekanan dikurangkan secara serentak daripada 1 atm kepada 0.01 atm.

4-5. Satu mol helium pada 100 o C dan 1 atm dicampur dengan 0.5 mol neon pada 0 o C dan 1 atm. Tentukan perubahan dalam entropi jika tekanan akhir ialah 1 atm.

4-6. Kira perubahan dalam entropi semasa pembentukan 1 m 3 udara daripada nitrogen dan oksigen (20 vol.%) pada suhu 25 ° C dan tekanan 1 atm.

4-7. Tiga mol gas monatomik ideal ( C V = 3.0 kal / (mol. K)), terletak di T 1 = 350 K dan P 1 = 5.0 atm, secara terbalik dan adiabatik mengembang kepada tekanan P 2 = 1.0 atm. Kira suhu dan isipadu akhir, serta kerja yang dilakukan dan perubahan tenaga dalaman, entalpi dan entropi dalam proses ini.

4-8. Kira perubahan dalam entropi apabila 0.4 mol natrium klorida dipanaskan daripada 20 hingga 850 ° C. Muatan haba molar natrium klorida ialah:

C p (tv NaCl) = 45.94 + 16.32. 10 -3 . T J / (mol. K),
Cp(NaCl w) = 66.53 J/(mol K).

Takat lebur natrium klorida ialah 800 o C, haba pelakuran ialah 31.0 kJ/mol.

4-9. Kira perubahan dalam entropi apabila mencampurkan 5 kg air pada 80 ° C dengan 10 kg air pada 20 ° C. Ambil muatan haba tentu air sama dengan: Cp(H 2 O) = 4.184 J / (g. K).

4-10. Kira perubahan dalam entropi apabila 200 g ais pada 0°C ditambah kepada 200 g air (90°C) dalam bekas berpenebat. Haba pencairan ais ialah 6.0 kJ/mol.

4-11. Untuk jasad pepejal tertentu, pergantungan pekali pengembangan pada tekanan didapati dalam julat tekanan dari hlm 1 hingga hlm 2:

.

Berapa banyak entropi badan ini akan berkurangan apabila dimampatkan dari hlm 1 hingga hlm 2 ?

4-12. Cari perubahan dalam entropi gas dan persekitaran jika n mol gas ideal mengembang secara isoterma dengan tekanan hlm 1 kepada tekanan hlm 2: a) boleh diterbalikkan; b) melawan tekanan luar hlm < hlm 2 .

4-13. Tuliskan ungkapan untuk mengira entropi mutlak satu mol air pada suhu 300 0 C dan tekanan 2 atm.

4-14. Lukiskan graf bagi entropi piawai air sebagai fungsi suhu antara 0 dan 400 K.

4-15. Tuliskan entropi satu mol gas ideal sebagai fungsi suhu dan tekanan (pertimbangkan pemalar kapasiti haba).

4-16. Tentukan pergantungan entropi pada isipadu untuk sistem termodinamik, yang diterangkan oleh persamaan keadaan (untuk satu mol):

4-17. Tentukan pergantungan entropi pada isipadu untuk sistem termodinamik, yang diterangkan oleh persamaan keadaan (untuk satu mol):

4-18. Satu mol gas diterangkan dengan persamaan keadaan

di mana f(V) ialah beberapa fungsi yang tidak bergantung pada suhu. Kira perubahan dalam entropi gas semasa pengembangan isoterma tak boleh balik dengan isipadu V 1 kepada volum V 2 .

4-19. Kira perubahan dalam entropi 1000 g metanol akibat pembekuannya pada -105 ° C. Haba pelakuran metanol pepejal pada -98 ° C (mp.) ialah 3160 J / mol. Kapasiti haba metanol pepejal dan cecair ialah 55.6 dan 81.6 J/(mol K), masing-masing. Terangkan mengapa entropi berkurangan semasa pembekuan, walaupun prosesnya spontan.

4-20. Muatan haba beberapa bahan dalam julat suhu dari T 1 hingga T 2 diubah seperti berikut:

Plotkan pergantungan entropi sesuatu bahan pada suhu dalam julat suhu ini.

4-21. Dengan menggunakan data rujukan, berikan satu contoh tindak balas kimia spontan yang mana perubahan entropi piawai adalah kurang daripada 0.

4-22. Menggunakan data rujukan, kirakan perubahan entropi piawai dalam tindak balas H 2 (g) + SO 2 (g) \u003d H 2 O (g) a) pada 25 ° C; b) pada 300 o C.

3.3. Putaran jasad tegar mengelilingi paksi tetap, momen inersia dan tenaga kinetiknya.

3.4. momen impuls. Hukum kekekalan momentum sudut. Hukum dinamik kedua untuk gerakan putaran.

Kuliah #4

4.1. Penerangan tentang pergerakan cecair dan gas. Kelikatan cecair dan gas.

4.2. Persamaan kesinambungan.

4.3. Persamaan Bernoulli dan kesimpulan daripadanya

Kuliah #5

5.1. Getaran harmonik.

5.2. Penambahan getaran harmonik.

5.3. Penambahan ayunan serenjang.

5.4. Persamaan pembezaan ayunan.

5.5. Nisbah tenaga dalam proses berayun.

5.6. Ayunan bandul matematik dan fizikal

5.7. Persamaan getaran paksa. Resonans

Kuliah #6

6.1 Gelombang dalam media elastik dan jenisnya. Gelombang hadapan, satah dan gelombang sfera.

6.2. tenaga gelombang

6.3. Gelombang elastik dalam pepejal

Kuliah #7

7.1. Peruntukan utama MK.

Keadaan agregat jirim

7.2. Undang-undang gas ideal yang berpengalaman

undang-undang Avogadro

7.3. Persamaan keadaan gas ideal

7.4. Persamaan asas teori kinetik molekul bagi gas ideal.

7.5. Hukum Maxwell untuk pengagihan molekul atas halaju.

7.6. formula barometrik. Pengagihan Boltzmann

Kuliah #8

8.2. Perlanggaran molekul dan fenomena pengangkutan dalam gas ideal

8.3. Purata bilangan perlanggaran dan purata laluan bebas molekul

8.4 Min laluan bebas molekul

8.5. Resapan dalam gas

8.6. Kelikatan gas

8.7. Kekonduksian terma gas

8.8. Osmosis. Tekanan osmotik

Kuliah #9

9.1 Pengagihan tenaga ke atas darjah kebebasan molekul

9.2. Tenaga dalaman

9.3. Kerja yang dilakukan oleh gas semasa ia mengembang

9.4. Undang-undang pertama termodinamik

9.5. Kapasiti haba. Persamaan Mayer

9.6. proses adiabatik

9.7. Proses politropik

9.8. Prinsip operasi enjin haba. Kitaran Carnot dan kecekapannya.

9.9. Entropi. Maksud fizikal entropi. Entropi dan kebarangkalian.

9.10. Undang-undang kedua termodinamik dan makna statistiknya.

Kuliah #10

10.1. Gas nyata, persamaan van der Waals.

Persamaan van der Waals menerangkan dengan baik kelakuan gas semasa pencairan, tetapi tidak sesuai untuk proses pemejalan.

10.2 Ciri asas dan corak keadaan agregat dan peralihan fasa.

Peralihan fasa jenis kedua. helium cecair. Superfluidity

10.3. Ketegangan permukaan cecair. Tekanan Laplace.

10.4. Fenomena kapilari

10.5. pepejal

Kecacatan pada kristal

Sifat haba kristal

hablur cecair

Kuliah #11

11.1. Sifat elektrik badan. Caj elektrik. Undang-undang pemuliharaan caj

11.2. undang-undang Coulomb

11.3. medan elektrostatik. Kekuatan medan elektrik. garisan medan.

11.4. dipol elektrik

11.5. Aliran vektor ketegangan. Teorem Ostrogradsky-Gauss

11.6. Kerja daya medan elektrostatik pada pergerakan cas.

11.6. Potensi. Perbezaan potensi. Potensi cas titik, dipol, sfera.

11.7. Hubungan antara kekuatan medan elektrik dan potensi

11.8. Jenis-jenis dielektrik. Polarisasi dielektrik.

11.9. Teorem Ostrogradsky-Gauss untuk medan dalam dielektrik. Hubungan vektor - anjakan, - keamatan dan - polarisasi

11.10. Konduktor dalam medan elektrostatik

11.11. Konduktor dalam medan elektrostatik luaran. Kapasiti elektrik

11.12. Tenaga konduktor bercas, sistem konduktor dan kapasitor

Kuliah #12

12.1. Elektrik. Kekuatan dan ketumpatan arus.

12.3. Hukum Ohm untuk bahagian homogen rantai. rintangan konduktor.

12.4. Hukum Ohm untuk bahagian tidak homogen bagi rantai

12.5. Undang-undang Joule-Lenz. Kerja dan kuasa semasa.

12.6. Peraturan Kirchhoff

Kuliah #13

13.1. Teori klasik kekonduksian elektrik logam

13.2. Pelepasan termionik. Arus elektrik dalam vakum.

13.3. Arus elektrik dalam gas. Jenis-jenis pelepasan gas.

Pelepasan gas bebas dan jenisnya

Kuliah #14

14.1. Medan magnet. Interaksi magnetik arus. Undang-undang Ampere. Vektor aruhan magnet.

14.2. Undang-undang Biot-Savart-Laplace. Medan magnet arus rectilinear dan bulatan.

14.3. Peredaran vektor aruhan magnetik. Medan solenoid dan toroid

14.4. fluks magnet. Teorem Gauss

14.5. Kerja menggerakkan konduktor dan bingkai dengan arus dalam medan magnet

14.6. Tindakan medan magnet pada cas yang bergerak. Kuasa Lorentz

14.7. Medan magnet dalam jirim. Kemagnetan dan kekuatan medan magnet.

14.8. Jumlah undang-undang semasa untuk medan magnet dalam jirim

14.9. Jenis-jenis magnet

Kuliah 15

15.1. Fenomena aruhan elektromagnet.

15.2. Fenomena induksi diri

15.3. Tenaga medan magnet

15.4. Teori elektromagnet Maxwell.

1) Persamaan pertama Maxwell

2) Arus pencampuran. Persamaan kedua Maxwell

3) Persamaan Maxwell ketiga dan keempat

4) Sistem lengkap persamaan Maxwell dalam bentuk pembezaan

15.5. Arus ulang alik

Kuliah Bil 16

16.1. Undang-undang asas optik geometri. Jumlah pantulan dalaman cahaya.

16.2. Pantulan dan pembiasan cahaya pada permukaan sfera. Kanta.

16.3. Kuantiti fotometri asas dan unitnya

17.1 Gangguan cahaya. Kesepaduan dan monokromatik gelombang cahaya. Panjang laluan optik dan perbezaan laluan optik.

17.2. Kaedah untuk mendapatkan corak gangguan.

17.3. Gangguan dalam filem nipis.

17.4. Pencerahan optik

17.5. Difraksi cahaya dan keadaan untuk pemerhatiannya. Prinsip Huygens-Fresnel. Kisi pembelauan. Belauan pada jeriji spatial. Formula Wulf-Braggs

17.6. Belauan fresnel daripada halangan yang paling mudah.

17.7. Belauan dalam rasuk selari (Belauan Fraunhofer)

17.8. Belauan pada jeriji spatial. Formula Wolfe-Braggs.

17.9. polarisasi cahaya. Cahaya semula jadi dan terkutub.

17.10. Polarisasi cahaya semasa pantulan dan pembiasan. Undang-undang Brewster.

17.11 Polarisasi pada dwirefringence.

17.12. Putaran satah polarisasi.

17.13. penyebaran cahaya. Penyerapan (absorption) cahaya.

Kuliah #18

18.1. Sifat kuantum sinaran. Sinaran terma dan ciri-cirinya. undang-undang Kirchhoff. Undang-undang Stefan-Boltzmann dan Wien.

18.2 Jenis-jenis kesan fotoelektrik. Undang-undang kesan fotoelektrik luaran. Persamaan Einstein untuk kesan fotoelektrik.

18.3. Jisim dan momentum foton. Tekanan ringan. Kesan Compton.

Kuliah #19

19.2 Spektrum garisan atom hidrogen.

19.3. postulat Bohr. Eksperimen oleh Frank dan Hertz.

Kuliah #20

20.1 Nukleus atom.

20.2 Kuasa nuklear.

20.3 Tenaga pengikat nukleus. kecacatan jisim.

20.4 Tindak balas pembelahan nuklear.

2.5 Pelauran termonuklear.

20.6 Keradioaktifan. Undang-undang pereputan radioaktif.

Jadual kerja bebas

Jadual kelas makmal dan amali

Senarai soalan untuk persediaan kolokium Mekanik

Formula

Definisi

Soalan untuk peperiksaan

Peraturan dan reka bentuk sampel kerja makmal

9.9. Entropi. Maksud fizikal entropi. Entropi dan kebarangkalian.

Memandangkan kecekapan enjin haba yang beroperasi mengikut kitaran Carnot, boleh diperhatikan bahawa nisbah suhu peti sejuk kepada suhu pemanas adalah sama dengan nisbah jumlah haba yang diberikan oleh bendalir kerja kepada peti sejuk dan jumlah haba yang diterima daripada pemanas. Ini bermakna bahawa untuk enjin haba ideal yang beroperasi mengikut kitaran Carnot, hubungan berikut juga berlaku:
. Sikap Lorentz bernama haba berkurangan . Untuk proses asas, haba yang dikurangkan akan sama dengan . Ini bermakna semasa pelaksanaan kitaran Carnot (dan ia adalah proses kitaran boleh balik), haba yang dikurangkan kekal tidak berubah dan bertindak sebagai fungsi keadaan, manakala, seperti yang diketahui, jumlah haba adalah fungsi proses .

Menggunakan hukum pertama termodinamik untuk proses boleh balik,
dan membahagikan kedua-dua belah persamaan ini dengan suhu, kita dapat:

(9-41)

Kami menyatakan daripada persamaan Mendeleev - Clapeyron
, gantikan ke dalam persamaan (9-41) dan dapatkan:

(9-42)

Kita belajar itu
, a
, kita gantikannya ke dalam persamaan (9-42) dan dapatkan:

(9-43)

Bahagian kanan kesamaan ini ialah pembezaan total, oleh itu, dalam proses boleh balik, haba yang dikurangkan juga merupakan pembezaan total, yang merupakan tanda fungsi keadaan.

Fungsi keadaan yang pembezaannya , dipanggil entropi dan dilambangkan S . Oleh itu, entropi ialah fungsi keadaan. Selepas pengenalan entropi, formula (9-43) akan kelihatan seperti:

, (9-44)

di mana dS ialah peningkatan entropi. Kesamaan (9-44) hanya sah untuk proses boleh balik dan mudah untuk mengira perubahan entropi dalam proses terhingga:

(9-45)

Jika sistem melakukan proses pekeliling (kitaran) dengan cara yang boleh diterbalikkan, maka
, dan, oleh itu, S=0, maka S = const.

Menyatakan jumlah haba dari segi pertambahan entropi untuk proses asas, dan menggantikannya ke dalam persamaan untuk undang-undang pertama termodinamik, kita memperoleh bentuk baru penulisan persamaan ini, yang biasa dipanggil identiti termodinamik asas:

(9-46)

Oleh itu, untuk mengira perubahan dalam entropi dalam proses boleh balik, adalah mudah untuk menggunakan haba yang dikurangkan.

Dalam kes proses tiada keseimbangan yang tidak dapat dipulihkan
, dan untuk proses pekeliling yang tidak dapat dipulihkan, Ketaksamaan Clausius :

(9-47)

Pertimbangkan apa yang berlaku kepada entropi dalam sistem termodinamik terpencil.

Dalam sistem termodinamik terpencil, dengan sebarang perubahan keadaan boleh balik, entropinya tidak akan berubah. Secara matematik, ini boleh ditulis seperti berikut: S = const.

Mari kita pertimbangkan apa yang berlaku kepada entropi sistem termodinamik dalam proses tak boleh balik. Katakan peralihan dari keadaan 1 ke keadaan 2 di sepanjang laluan L 1 boleh diterbalikkan, dan dari keadaan 2 ke keadaan 1 di sepanjang laluan L 2 adalah tidak boleh diterbalikkan (Rajah 9.13).

Kemudian ketaksamaan Clausius (9-47) adalah sah. Mari kita tulis ungkapan untuk sebelah kanan ketidaksamaan ini, sepadan dengan contoh kita:

.

Sebutan pertama dalam formula ini boleh digantikan dengan perubahan dalam entropi, kerana proses ini boleh diterbalikkan. Kemudian ketaksamaan Clausius boleh ditulis sebagai:

.

Dari sini
. Kerana
, maka akhirnya kita boleh menulis:

(9-48)

Jika sistem itu terpencil, maka
, dan ketaksamaan (9-48) akan kelihatan seperti:

, (9-49)

t o ialah entropi sistem terpencil meningkat semasa proses tak boleh balik. Pertumbuhan entropi tidak berterusan selama-lamanya, tetapi sehingga ciri nilai maksimum tertentu bagi keadaan sistem tertentu. Nilai maksimum entropi ini sepadan dengan keadaan keseimbangan termodinamik. Pertumbuhan entropi semasa proses tak boleh balik dalam sistem terpencil bermakna tenaga yang dimiliki oleh sistem menjadi kurang tersedia untuk ditukar kepada kerja mekanikal. Dalam keadaan keseimbangan, apabila entropi mencapai nilai maksimumnya, tenaga sistem tidak boleh ditukar kepada kerja mekanikal.

Jika sistem tidak diasingkan, maka entropi boleh menurun dan meningkat bergantung pada arah pemindahan haba.

Entropi, sebagai fungsi keadaan sistem, boleh berfungsi sebagai parameter keadaan yang sama seperti suhu, tekanan, isipadu. Menggambarkan proses ini atau itu pada rajah (T, S), seseorang boleh memberikan tafsiran matematik tentang jumlah haba, sebagai kawasan rajah di bawah lengkung yang menggambarkan proses itu. Rajah 9.14 menunjukkan rajah bagi proses isoterma dalam entropi - koordinat suhu.

Entropi boleh dinyatakan dari segi parameter keadaan gas - suhu, tekanan, isipadu. Untuk melakukan ini, daripada identiti termodinamik asas (9-46) kami menyatakan kenaikan entropi:

.

Kami menyepadukan ungkapan ini dan mendapatkan:

(9-50)

Perubahan dalam entropi juga boleh dinyatakan dari segi sepasang parameter keadaan lain - tekanan dan isipadu. Untuk melakukan ini, anda perlu menyatakan suhu keadaan awal dan akhir daripada persamaan keadaan gas ideal melalui tekanan dan isipadu dan gantikan dalam (9-50):

(9-51)

Dengan pengembangan isoterma gas ke dalam lompang, T 1 = T 2, yang bermaksud bahawa sebutan pertama dalam formula (9-47) akan ditetapkan kepada sifar dan perubahan dalam entropi akan ditentukan hanya oleh sebutan kedua:

(9-52)

Walaupun fakta bahawa dalam banyak kes adalah mudah untuk menggunakan haba yang dikurangkan untuk mengira perubahan dalam entropi, adalah jelas bahawa haba yang dikurangkan dan entropi adalah berbeza, bukan konsep yang sama.

Mari kita ketahui maksud fizikal entropi . Untuk melakukan ini, kami menggunakan formula (9-52), untuk proses isoterma di mana tenaga dalaman tidak berubah, dan semua kemungkinan perubahan dalam ciri hanya disebabkan oleh perubahan volum. Mari kita pertimbangkan hubungan antara isipadu yang diduduki oleh gas dalam keadaan keseimbangan dan bilangan keadaan mikro ruang bagi zarah gas. Bilangan keadaan mikro zarah gas, dengan bantuan keadaan makro tertentu gas sebagai sistem termodinamik, boleh dikira seperti berikut. Mari kita bahagikan keseluruhan isipadu kepada sel padu asas dengan sisi d ~ 10 -10 m (daripada susunan magnitud diameter berkesan molekul). Isipadu sel tersebut akan sama dengan d 3 . Dalam keadaan pertama, gas menduduki isipadu V 1, oleh itu, bilangan sel asas, iaitu bilangan tempat N 1 yang boleh diduduki oleh molekul dalam keadaan ini akan sama dengan
. Begitu juga, untuk keadaan kedua dengan volum V 2 kita dapat
. Perlu diingatkan bahawa perubahan dalam kedudukan molekul sepadan dengan keadaan mikro baru. Tidak setiap perubahan dalam keadaan mikro akan membawa kepada perubahan dalam keadaan makro. Katakan molekul boleh menduduki tempat N 1, maka pertukaran tempat mana-mana molekul dalam sel N 1 ini tidak akan membawa kepada keadaan makro yang baru. Walau bagaimanapun, peralihan molekul ke sel lain akan membawa kepada perubahan dalam keadaan makro sistem. Bilangan keadaan mikro gas yang sepadan dengan keadaan makro tertentu boleh dikira dengan menentukan bilangan cara zarah gas ini boleh disusun dalam sel unit. Untuk memudahkan pengiraan, pertimbangkan 1 mol gas ideal. Untuk 1 mol gas ideal, formula (9-52) akan kelihatan seperti:

(9-53)

Bilangan keadaan mikro sistem yang menduduki isipadu V 1 akan dilambangkan dengan Г 1 dan ditentukan dengan mengira bilangan penempatan N A (nombor Avogadro) molekul yang terkandung dalam 1 mol gas, dalam sel N 1 (tempat):
. Begitu juga, kami mengira bilangan keadaan mikro Г 2 sistem yang menduduki volum V 2:
.

Bilangan keadaan mikro Г i , dengan bantuan keadaan makro ke-i dapat direalisasikan, dipanggil kebarangkalian termodinamik keadaan makro ini. Kebarangkalian termodinamik Г ≥ 1.

Mari cari nisbah G 2 / G 1:

.

Bagi gas ideal, bilangan tempat bebas adalah lebih besar daripada bilangan molekul, iaitu N 1 >>N A dan N 2 >>N A. . Kemudian, dengan mengambil kira ungkapan nombor N 1 dan N 2 melalui volum yang sepadan, kami mendapat:

Dari sini, kita boleh menyatakan nisbah isipadu melalui nisbah kebarangkalian termodinamik bagi keadaan yang sepadan:

(9-54)

Gantikan (9-54) kepada (9-53) dan dapatkan:
. Diberi bahawa nisbah pemalar gas molar dan nombor Avogadro ialah pemalar Boltzmann k, dan juga fakta bahawa logaritma nisbah dua kuantiti adalah sama dengan perbezaan antara logaritma kuantiti ini, kita dapat:. Daripada ini kita boleh menyimpulkan bahawa entropi keadaan ke-i S i ditentukan oleh logaritma bilangan keadaan mikro yang melaluinya keadaan makro ini direalisasikan:

(9-55)

Formula (9-55) dipanggil Formula Boltzmann yang mula-mula menerima dan memahaminya maksud statistik entropi , bagaimana fungsi kekacauan . Formula Boltzmann mempunyai makna yang lebih umum daripada formula (9-53), iaitu, ia boleh digunakan bukan sahaja untuk gas ideal, dan membolehkan anda mendedahkan makna fizikal entropi. Semakin teratur sistem, semakin kecil bilangan keadaan mikro yang melaluinya keadaan makro yang diberikan direalisasikan, semakin rendah entropi sistem. Pertumbuhan entropi dalam sistem terpencil, di mana proses tidak boleh balik berlaku, bermakna pergerakan sistem ke arah keadaan yang paling mungkin, iaitu keadaan keseimbangan. Boleh dikatakan begitu entropi ialah ukuran gangguan sistem; semakin banyak gangguan di dalamnya, semakin tinggi entropinya. Ini adalah maksud fizikal entropi .

Biasanya, mana-mana proses fizikal di mana sistem secara beransur-ansur berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain berjalan dengan cara yang berbeza, jadi secara praktikal mustahil untuk menjalankan fenomena ini dalam keadaan yang bertentangan. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk menggunakan penunjuk masa perantaraan dalam badan yang mengelilingi persekitaran tertentu. Ini secara langsung berkaitan dengan fakta bahawa dalam proses sebahagian daripada potensi tenaga dilesapkan oleh geseran dan sinaran berterusan.

Rajah 1. Entropi termodinamik. Pengarang24 - pertukaran kertas pelajar dalam talian

Mengikut undang-undang termodinamik, hampir semua fenomena di alam semula jadi tidak dapat dipulihkan. Dalam mana-mana proses fizikal, sebahagian daripada tenaga secara beransur-ansur hilang. Untuk mencirikan dan menerangkan pelesapan tenaga, definisi entropi diperkenalkan, yang menerangkan keadaan terma konsep dan menentukan kebarangkalian keadaan baru badan. Semakin besar kemungkinan keadaan ini, semakin besar entropinya. Semua situasi semula jadi dalam kehidupan biasa disertai dengan pertumbuhan unsur ini, yang kekal malar hanya dalam kes proses ideal yang diperhatikan dalam sistem tertutup.

Definisi 1

Entropi ialah fungsi sejagat bagi keadaan sistem tertentu, perubahan sedikit di mana dalam keadaan boleh balik adalah sama dengan nisbah jumlah haba yang boleh diabaikan yang dimasukkan ke dalam proses tertentu pada suhu yang sepadan dengan keadaan awal.

Oleh kerana entropi adalah fungsi utama keadaan badan fizikal, maka sifat kamiran ialah kebebasan dan kebebasannya daripada bentuk kontur, mengikut mana ia dikira dengan cara ini:

• dalam mana-mana fenomena fizikal boleh balik, perubahan entropi adalah sama dengan sifar;
• dalam termodinamik terbukti bahawa sistem kitaran tak boleh balik meningkat dengan parameter perantaraan yang sama;
• Entropi sistem tertutup boleh sama ada meningkat atau kekal dalam keadaan stabil.

Akibatnya, fungsi termodinamik yang ditentukan mempunyai ciri-ciri tambahan: entropi setiap sistem adalah sama dengan jumlah entropi badan bahan yang termasuk dalam sistem: $S = S_1 + S_2 + S_3 + …$ Perbezaan penting antara terma pergerakan zarah asas dan bentuk gerakan lain adalah gangguan dan kekacauan mereka. Oleh itu, untuk menerangkan gerakan terma, adalah perlu untuk memperkenalkan tahap kuantitatif ketidakstabilan molekul pada mulanya. Jika kita menganggap keadaan makroskopik jirim ini dengan mana-mana nilai purata parameter, maka ia tidak lebih daripada perubahan sistematik keadaan mikro jarak rapat yang berbeza antara satu sama lain dalam pengedaran molekul di bahagian volum yang berlainan.

Takrifan statistik entropi: Prinsip Boltzmann

Rajah 2. Makna statistik entropi. Pengarang24 - pertukaran kertas pelajar dalam talian

Pada tahun 1877, saintis Ludwig Boltzmann mendapati bahawa konsep entropi boleh merujuk kepada beberapa "mikrostat" yang munasabah yang konsisten dengan sifat termodinamik asas. Contoh yang baik bagi fenomena ini ialah gas ideal di dalam kapal. Keadaan mikro dalam unsur yang ditentukan ditakrifkan sebagai impuls dan kedudukan (momen pergerakan) setiap atom dan molekul yang membentuk sistem.

Kerumitan memerlukan saintis untuk mengkaji hanya keadaan mikro yang:

• lokasi semua bahagian yang bergerak terletak di dalam kapal;
• untuk mendapatkan jumlah potensi tenaga, tenaga kinetik gas dijumlahkan sebagai hasilnya;
• maka pemalar haba menentukan bilangan keadaan mikro yang mungkin dalam keadaan tertentu (berat statistik keadaan).

Postulat sedemikian, yang dikenali dalam sains sebagai prinsip Boltzmann, boleh dicirikan sebagai permulaan mekanik statistik, yang menerangkan secara terperinci sistem termodinamik utama dan menggunakan prinsip fizik klasik dan kuantum untuk tujuannya.

Catatan 1

Undang-undang Boltzmann mengaitkan dalam termodinamik semua sifat mikroskopik sistem dengan salah satu sifat dinamiknya.

Menurut definisi penyelidik, entropi hanyalah fungsi keadaan tambahan, yang parameternya hanya boleh menjadi nombor asli.

Memahami entropi sebagai ukuran gangguan

Terdapat pendapat bahawa entropi boleh dianggap sebagai ukuran gangguan dalam sistem tertentu. Kadang-kadang, dari sudut pandangan saintifik, ini boleh dibenarkan, kerana selalunya saintis pertama sekali memikirkan konsep "teratur" sebagai unsur-unsur yang mempunyai kemungkinan hampir sifar untuk konfigurasi selanjutnya, tetapi sebagai sistem "tidak stabil" yang mempunyai banyak keadaan yang mungkin. Sebenarnya, ini hanyalah tafsiran semula entropi sebagai bilangan keadaan mikro yang bertindak dalam persekitaran tertentu.

Takrifan gangguan dan kekacauan sistem termodinamik seperti itu sebagai parameter utama kemungkinan mengkonfigurasi konsep hampir secara literal sepadan dengan perumusan entropi dalam bentuk keadaan mikro.

Masalah bermula dalam dua kes tertentu:

• apabila ahli fizik mula mencampurkan pemahaman yang berbeza tentang gangguan, akibatnya entropi menjadi ukuran gangguan secara umum;
• apabila definisi entropi digunakan untuk sistem yang tidak bersifat termodinamik.

Dalam kes di atas, penggunaan konsep entropi dalam termodinamik adalah tidak wajar sama sekali.

Nilai entropi untuk organisma hidup

Semua transformasi dan penukaran tenaga dalaman diterangkan dalam fizik oleh undang-undang termodinamik, yang, dengan model fizikal yang mencukupi dan had fizikal yang dirumuskan dengan baik, agak terpakai untuk proses kehidupan yang tidak stabil. Penurunan indeks entropi (penampilan tenaga negatif menurut Schrödinger) dalam organisma hidup dengan interaksi rapatnya dengan alam sekitar secara automatik membawa kepada peningkatan potensi tenaga bebas.

Catatan 2

Sekiranya sistem "mengelak" dari keseimbangan yang berterusan, maka ia mesti pada masa akan datang mengimbangi peningkatan entropi dengan tenaga lain, dari sudut pandangan sains - tenaga bebas.

Oleh itu, alam hidup cuba mengelakkan pertumbuhan entropi, meningkatkan kepentingannya dalam persekitaran apabila organisma hidup berkomunikasi dengannya. Entropi ialah tenaga "mati" yang tidak boleh diubah menjadi kerja yang stabil. Menurut undang-undang termodinamik klasik, dalam sistem terpencil, huru-hara, haba hilang sepenuhnya, oleh itu, prosesnya berubah dari susunan kepada huru-hara.

Bagi mikroorganisma hidup, sebagai sistem terbuka utama, dari sudut pandangan saintifik, tindakan kemunculan makhluk hidup akan dicirikan oleh transformasi spontan tenaga haba fungsi tak boleh balik kepada kerja mekanikal bertujuan untuk mencipta sistem yang sangat maju. Semua ini boleh dilakukan melalui kehadiran tenaga bebas. Akibatnya, ketidakseimbangan termodinamik sistem hidup sedia ada menunjukkan keteraturan wajibnya, kerana keseimbangan penuh sepadan dengan huru-hara dan ini akhirnya membawa kepada kematian organisma hidup apabila entropinya berada pada tahap maksimum.

Secara umum, entropi bertindak sebagai ukuran ketidakpastian dan ketidakstabilan, merata kelakuan objek fizikal, mewujudkan keadaan yang betul, dan juga keseragaman tertentu. Aktiviti penting sistem biologi membuktikan bahawa mereka tidak mahu mematuhi undang-undang termodinamik untuk persekitaran terpencil.

Entropi

Perubahan dalam entalpi sistem tidak boleh berfungsi sebagai satu-satunya kriteria untuk pelaksanaan spontan tindak balas kimia, kerana banyak proses endotermik berjalan secara spontan. Ilustrasi ini ialah pelarutan beberapa garam (contohnya, NH 4NO 3) dalam air, disertai dengan penyejukan larutan yang ketara. Perlu mengambil kira satu lagi faktor yang menentukan keupayaan untuk bergerak secara spontan daripada keadaan yang lebih teratur kepada keadaan yang kurang teratur (lebih huru-hara).

Entropi (S) ialah fungsi keadaan termodinamik, yang berfungsi sebagai ukuran gangguan (gangguan) sistem. Kemungkinan berlakunya proses endotermik adalah disebabkan oleh perubahan entropi, kerana dalam sistem terpencil entropi proses yang berlaku secara spontan meningkat Δ S > 0 (hukum kedua termodinamik).

L. Boltzmann mendefinisikan entropi sebagai kebarangkalian termodinamik bagi keadaan (gangguan) sistem W. Oleh kerana bilangan zarah dalam sistem adalah besar (nombor Avogadro N A = 6.02∙10 23), maka entropi adalah berkadar dengan logaritma semula jadi bagi kebarangkalian termodinamik bagi keadaan sistem W:

Dimensi entropi 1 mol bahan bertepatan dengan dimensi pemalar gas R dan bersamaan dengan J∙mol –1∙K –1. perubahan entropi *) dalam proses tak boleh balik dan boleh balik diberikan oleh hubungan Δ S > Q / T dan Δ S = Q / T. Sebagai contoh, perubahan dalam entropi peleburan adalah sama dengan haba (enthalpi) peleburan Δ S pl = Δ H pl/ T pl Untuk tindak balas kimia, perubahan dalam entropi adalah serupa dengan perubahan dalam entalpi

*) istilah entropi telah diperkenalkan oleh Clausius (1865) melalui nisbah Q/T (haba yang dikurangkan).

Di sini Δ S° sepadan dengan entropi keadaan piawai. Entropi piawai bahan ringkas tidak sama dengan sifar. Tidak seperti fungsi termodinamik lain, entropi jasad berhablur sempurna pada sifar mutlak ialah sifar (postulatan Planck), kerana W = 1.

Entropi bahan atau sistem jasad pada suhu tertentu ialah nilai mutlak. Dalam jadual. 4.1 menunjukkan entropi piawai S° beberapa bahan.

Kompaun (J∙mol –1∙K –1) Kompaun (J∙mol –1∙K –1) C(t)berlian C(t)grafit iso-C 4H 10(g)

Jadual 4.1. Entropi piawai bagi sesetengah bahan.

Daripada Jadual. 4.1 berikutan bahawa entropi bergantung kepada:

• Keadaan jirim agregat. Entropi meningkat semasa peralihan daripada pepejal kepada cecair dan terutamanya kepada keadaan gas (air, ais, wap).
• Komposisi isotop (H 2O dan D 2O).
• Berat molekul daripada jenis sebatian yang sama (CH 4, C 2H 6, n-C 4H 10).
• Struktur molekul (n-C 4H 10, iso-C 4H 10).
• Struktur kristal (alotropi) - berlian, grafit.

Akhirnya, rajah. 4.3 menggambarkan pergantungan entropi pada suhu.

Akibatnya, kecenderungan sistem kepada gangguan menunjukkan dirinya lebih banyak, semakin tinggi suhu. Hasil darab perubahan dalam entropi sistem dengan suhu TΔ S mengukur trend ini dan dipanggil faktor entropi.

Tugasan dan ujian pada topik "Termodinamik kimia. Entropi"

• Unsur kimia. Tanda-tanda unsur kimia - Konsep kimia awal dan idea teori gred 8–9

  Pelajaran: 3 Tugasan: 9 Ujian: 1

Entropi adalah konsep yang diperkenalkan dalam termodinamik. Dengan bantuan nilai ini, ukuran pelesapan tenaga ditentukan. Mana-mana sistem mengalami konfrontasi yang timbul antara haba dan medan daya. Peningkatan suhu membawa kepada penurunan tahap susunan. Untuk menentukan ukuran gangguan, kuantiti yang dipanggil entropi diperkenalkan. Ia mencirikan tahap pertukaran aliran tenaga dalam kedua-dua sistem tertutup dan terbuka.

Perubahan entropi dalam litar terpencil berlaku ke arah peningkatan bersama-sama dengan pertumbuhan haba. Ukuran gangguan ini mencapai nilai maksimumnya dalam keadaan yang dicirikan oleh keseimbangan termodinamik, yang paling huru-hara.

Jika sistem terbuka dan pada masa yang sama bukan keseimbangan, maka perubahan entropi berlaku ke arah penurunan. Nilai ukuran ini dalam varian ini dicirikan oleh formula. Untuk mendapatkannya, penjumlahan dua kuantiti dijalankan:
- aliran entropi, yang berlaku disebabkan oleh pertukaran haba dan bahan dengan persekitaran luaran;
- magnitud perubahan dalam penunjuk pergerakan huru-hara dalam sistem.

Perubahan dalam entropi berlaku dalam mana-mana persekitaran di mana proses biologi, kimia dan fizikal berlaku. Fenomena ini direalisasikan dengan kelajuan tertentu. Perubahan dalam entropi boleh menjadi nilai positif - dalam kes ini, terdapat kemasukan penunjuk ini ke dalam sistem dari persekitaran luaran. Terdapat kes apabila nilai yang menunjukkan perubahan dalam entropi ditakrifkan dengan tanda tolak. Nilai berangka sedemikian menunjukkan aliran keluar entropi. Sistem mungkin dalam Dalam kes ini, jumlah entropi yang dihasilkan dikompensasikan oleh aliran keluar penunjuk ini. Contoh keadaan sedemikian ialah keadaan Ia bukan keseimbangan, tetapi pada masa yang sama pegun. Mana-mana organisma mengepam entropi, yang mempunyai nilai negatif, dari persekitarannya. Peruntukan ukuran gangguan daripadanya mungkin melebihi jumlah pendapatan.

Pengeluaran entropi berlaku dalam mana-mana sistem yang kompleks. Dalam proses evolusi, maklumat bertukar antara mereka. Contohnya, apabila maklumat tentang susunan ruang molekulnya hilang. Terdapat proses peningkatan entropi. Jika cecair membeku, maka ketidakpastian dalam susunan molekul berkurangan. Dalam kes ini, entropi berkurangan. Menyejukkan cecair menyebabkan penurunan tenaga dalamannya. Walau bagaimanapun, apabila suhu mencapai nilai tertentu, walaupun penyingkiran haba daripada air, suhu bahan kekal tidak berubah. Ini bermakna peralihan kepada penghabluran bermula. Perubahan dalam entropi dalam proses isoterma jenis ini disertai dengan penurunan dalam ukuran rawak sistem.

Kaedah praktikal yang membolehkan haba pelakuran bahan adalah untuk menjalankan kerja, yang hasilnya adalah pembinaan gambar rajah pemejalan. Dengan kata lain, berdasarkan data yang diperoleh hasil kajian, adalah mungkin untuk melukis lengkung yang akan menunjukkan pergantungan suhu sesuatu bahan pada masa. Dalam kes ini, keadaan luaran mesti kekal tidak berubah. Adalah mungkin untuk menentukan perubahan dalam entropi dengan memproses data perwakilan grafik keputusan eksperimen. Pada lengkung sedemikian sentiasa terdapat bahagian di mana garisan mempunyai jurang mendatar. Suhu yang sepadan dengan segmen ini ialah suhu pemejalan.

Perubahan dalam sebarang bahan, disertai dengan peralihan daripada pepejal kepada cecair pada suhu persekitaran yang sama dan sebaliknya, dirujuk sebagai perubahan fasa jenis pertama. Ini mengubah ketumpatan sistem, dan entropi.