Прагляд зыходнага тэксту старонкі Энтрапія

{{універсальная картка}}
[[Файл:Clausius.jpg|right||thumb|230px|[[Рудольф Клаўзіус]] (1822—1888)]]
{{Іншыя значэнні|Энтрапія (значэнні)}}
'''Энтрапі́я''' (ад {{lang-grc|ἐντροπία}} [entropía] — ''«зварот», «пераўтварэнне»'') — параметр стану рабочага цела ў [[Тэрмадынаміка|тэрмадынаміцы]], які характаразуе здольнасць сістэмы да выканання [[Механічная работа|работы]].

Паняцце энтрапіі ўвёў у [[1865]] годзе [[Рудольф Клаўзіус|Р. Клаўзіус]] (1822—1888) для вызначэння меры адрознення рэальнага працэсу ад ідэальнага.

Энтрапія пазначаецца літарай <math>S</math>, у [[СІ (міжнародная сістэма адзінак вымярэння)|Міжнароднай сістэме адзінак вымярэння СІ]] мае [[размернасць фізічнай велічыні|размернасць]] [[Джоўль]], падзелены на градус [[Кельвін]]а [Дж/К] <ref>Амаль заўжды, з-за вялікіх значэнняў велічыні энтрапіі, карыстаюцца размернасцю кДж/К, менавіта ў такой размернасці энтрапію належыць падстаўляць у формулы.</ref>.

== Фізічны сэнс ==
[[Файл:Прынцып зрастання энтрапіі ў ізаляванай сістэме.gif|right||thumb|300px|Змяненне энтрапіі ў ізаляванай сістэме]]
Энтрапію нельга змераць, яе фізічны сэнс цяжка прадэманстраваць у наглядных малюнках, але магчыма зразумець па наступных інтэрпрэтацыях:

1) Энтрапія — мера страт [[цеплыня|цеплавой энергіі]] з прычыны незваротнасці рэальных працэсаў і рассейвання [[Энергія|энергіі]] ў асяроддзе.

2) Энтрапія — гэта [[энергія]], якая не можа быць выкарыстана для выканання [[Механічная работа|работы]].

3) Энтрапія — мера неўпарадкаванасці, [[хаос]]а ў сістэме.

Апошняе вызначэнне энтрапіі ў розных дысцыплінах сустракаецца найчасцей. Такім чынам, рост неўпарадкаванасці вядзе да павялічэння энтрапіі, рассейвання [[Энергія|энергіі]].

Пры падводзе [[цеплыня|цеплыні]] павялічваецца [[хаос|хаатычнасць]] [[цеплавы рух|цеплавога руху]] часціц — энтрапія ўзрастае. І наадварот — ахаладжэнне сістэмы пры сталым [[аб'ём]]е ёсць здабыванне з яе [[цеплыня|цеплыні]] — ў гэтым выпадку энтрапія падае. Такі стан рэчаў магчымы толькі ў адкрытай (неізаляванай) сістэме (неадасобленай ад наваколля і сумежных сістэм).

У закрытых (ізаляваных) сістэмах энтрапія ніколі не змяншаецца.

== Разлікі ==
Энтрапія сістэмы з’яўляецца [[экстэнсіўная велічыня|экстэнсіўнай велічынёй]] (прапарцыянальна [[Маса|масе]] і [[аб'ём]]у сістэмы) і не залежыць ад спосабу пераходу сістэмы ў канцавы стан з пачатковага. Такім чынам, энтрапія — функцыя стану сістэмы.

Для вывядзення колькасных значэнняў энтрапіі карыстаюцца ўмоўнай кропкай адліку пры <math>T=0</math> [К], для якой <math>S=0</math> [Дж/К].

Такі падыход апраўданы толькі для разлікаў, напрыклад, з [[Ідэальны газ|ідэальным газам]]<ref>Паветра, па сваіх уласцівасцях, блізкае да ідэальнага газу, формулы для разлікаў з ідэальным газам справядлівы і для паветра.</ref>, у дачыненні да рэальных цел прасцей і зручней карыстацца адносным змяненнем энтрапіі
: <math>dS = \frac{\delta Q}{T},</math>

Пры гэтым пры [[Зваротны працэс|зваротных працэсах]] змяненне энтрапіі роўнае нулю <math>dS = 0</math>, пры [[Незваротны працэс|незваротных]] яно заўсёды дадатнае <math>dS > 0</math>.

Пры разліках звычайна карыстаюцца [[Удзельная велічыня|ўдзельнай]] энтрапіяй <math>s</math> [ДЖ/(кг∙К)]<ref>На практыцы, пры разліках, кДж/(кг∙К)</ref>, на 1 кг масы цела:

: <math>ds = \frac{\delta q}{T},</math>

адкуль

: <math>ds = \frac{\delta q}{T} = \frac{\delta u}{T} + \frac{pdv}{T} = \frac{\delta h}{T} - \frac{v\delta p}{T}.</math>

Далейшыя ператварэнні слушныя толькі для разлікаў з [[Ідэальны газ|ідэальным газам]]. Памятаючы, што для яго <math> pv = RT </math>, маем

: <math> \frac{pdv}{T}=R\frac{dv}{v},  </math>

: <math> \frac{pdv}{T}=R\frac{dp}{p},  </math>

а таксама

: <math> du=c_{v}dT, </math>

: <math> dh=c_{p}dT. </math>

Тады ўраўненне энтрапіі для [[Ідэальны газ|ідэальнага газу]] будзе мець канчатковы выгляд:

: <math> ds=\frac{dq}{T}=c_{v}\frac{dT}{T}+R\frac{dv}{v}=c_{p}\frac{dT}{T}-R\frac{dp}{p}.</math>

Выкарыстаныя велічыні:
* <math>Q</math> — [[цеплыня]] [Дж],
* <math>q</math> — [[Удзельная велічыня|удзельная]] [[цеплыня]] [Дж/кг],
* <math>u</math> — [[Удзельная велічыня|удзельная]] [[Унутраная энергія|ўнутраная энергія]] [Дж/кг],
* <math>h</math> — [[Удзельная велічыня|удзельная]] [[энтальпія]] [Дж/кг],
* <math>p</math> — [[ціск]] [Па],
* <math>v</math> — [[Удзельная велічыня|удзельны]] [[аб'ём]] [м³/кг],
* <math>R</math> — [[газавая пастаянная]] [Дж/(кг∙К],
* <math>c_{v}, c_{p}</math> — [[ізахорны працэс|ізахорная]] і [[ізабарны працэс|ізабарная]] масавыя [[Удзельная велічыня|удзельныя]] [[цеплаёмістасць|цеплаёмістасці]] [Дж/(кг∙К)],

== Прынцып узрастання энтрапіі ==
{{Асноўны артыкул|Другі пачатак тэрмадынамікі}}

[[Файл:Melting icecubes.gif|right||thumb|160px|Плаўленне лёду — класічны прыклад узрастання энтрапіі]]
Разгледзім ізаляваную сістэму, якая ўяўляе сабой два целы з рознымі [[тэмпература]]мі.

* Агульная энтрапія ізаляванай сістэмы двух цел непазбежна ўзрастае. Калі [[Тэмпература|тэмпературы]] даволі блізкія або, калі целы добра ізаляваныя адно ад аднаго — мы будзем назіраць якое заўгодна малое змяненне энтрапіі. Тым не менш яно будзе прысутнічаць, пакуль сістэма не прыйдзе да стану раўнавагі.

* Калі ў гэтай жа сістэме адсутнічае [[цеплаабмен]] паміж целамі<ref>Цеплаабмен паміж целамі таксама будзе адсутнічаць у ідэальным [[адыябатны працэс|адыябатным працэсе]], які, аднак, практычна дасягнуць немагчыма.</ref>, такое здараецца калі [[цеплаабмен]] ужо завершаны ці целы пачаткова былі з аднолькавымі [[тэмпература]]мі, то кажуць, што сістэма прыйшла да цеплавой раўнавагі (стану з максімумам энтрапіі). Энтрапія ўраўнаважанай закрытай сістэмы болей не павялічваецца.

Такім чынам, энтрапія ў закрытых (ізаляваных) сістэмах можа не змяняцца, але ніколі не будзе змяншацца без знешняга ўздзеяння, што аўтаматычна зробіць сістэму адкрытай (неізаляванай).

Прыведзеныя вышэй прыклады ілюструюць дзеянне [[Другі закон тэрмадынамікі|другога закона тэрмадынамікі]], які сцвярджае незваротнасць [[Цеплаперадача|цеплаперадачы]]: [[цеплыня]], перададзеная ад цёплага цела да халоднага, не можа зноў быць вернута цёпламу целу ад халоднага.

Такім чынам, прынцып росту энтрапіі заснаваны на [[Другі закон тэрмадынамікі|другім законе тэрмадынамікі]].

== Энтрапія як прычына цеплавой смерці Сусвету ==
{{Асноўны артыкул|Цеплавая смерць Сусвету}}

Выснову аб [[цеплавая смерць Сувету|цеплавой смерці Сувету]] выказаў у 1852 годзе У. Томсан (лорд Кельвін) (1824—1907). Тэарэтычна абгрунтаваў гэту тэорыю ў 1865 годзе [[Рудольф Клаўзіус|Р. Клаўзіус]] на аснове [[Другі закон тэрмадынамікі|другога закону тэрмадынамікі]].

Тэорыя вынікае з таго, што любая фізічная сістэма, якая не абменьваецца [[энергія]]й з іншымі сістэмамі, гэта значыць закрытая сістэма (для [[Сусвет]]у ў цэлым знешні абмен, відавочна, увогуле не магчымы), імкнецца да найбольш імавернага раўнаважнага стану — стану з максімумам энтрапіі. Гэта значыць, што ўсе віды [[Энергія|энергіі]] пяройдуць у [[цеплавы рух|энергію цеплавога руху]], якая будзе раўнамерна размеркавана па ўсім [[Сусвет|Сусвеце]], пасля гэтага абсалютна ўсе [[Тэрмадынамічны працэс|тэрмадынамічные працэсы]] павінны закончыцца. Такі стан адпавядаў бы [[цеплавя смерць Сусвету|цеплавой смерці Сусвету]].

== Энтрапія ў розных дысцыплінах ==
{{Асноўны артыкул|Энтрапія (значэнні)}}

Паняцце «энтрапія» мае шырокі ўжытак для тлумачэння працэсаў і з’яў у шматлікіх навуках — ад філасофіі да экономікі, звыйчайна выкарыстоўваецца як мера неўпарадкаванасці і незваротнасці.

{{зноскі}}

== Літаратура ==
* Быстрицкий Г. Ф. Основы энергетики — Москва: Кнорус, 2012.,352 с.
* Хрусталев Б. М., Несенчук А. П., Романюк В. Н. Техническая термодинамика — Минск: Технопринт, 2004., ч.1, 487 с.

== Спасылкі ==
* {{Commons|Category:Entropy}}
* [http://class-fizika.spb.ru/index.php/par/73-par17 Тэрмадынамічны парадокс «цеплавая смерць Сусвету» (на рус. мове)] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20120629001110/http://class-fizika.spb.ru/index.php/par/73-par17 |date=29 чэрвеня 2012 }}
* [http://www.ngpedia.ru/id365843p1.html Вялікая энцыклапедыя нафты і газа: экстэнсіўныя велічыні (на рус. мове)] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20160305015254/http://www.ngpedia.ru/id365843p1.html |date=5 сакавіка 2016 }}
{{Бібліяінфармацыя}}
[[Катэгорыя:Тэрмадынаміка]]
[[Катэгорыя:Тэорыя хаосу]]
[[Катэгорыя:Тэрмадынамічныя патэнцыялы]]