Второй закон термодинамики. Зависимость изменения энтропии реакции от температуры.

Существует класс процессов, при которых не происходит фазовых переходов или химической реакции. Такие процессы сопровождаются лишь изменением температуры в закрытых системах. При условии, что давление постоянно можно записать, что , тогда , T1 – исходная температура, T2 – конечная температура.
Для газа, чья молярная теплоемкость при постоянном давлении будет выражаться следующим образом , изменение энтропии выглядит как:

В то случае, если процесс протекает при постоянном объеме, то
, так что .
Если теплоемкость постоянна .
Квазистатическая передача теплоты от одного тела (системы) к другому возможна только тогда, когда их температуры практически одинаковы. В неизотермических процессах передача теплоты — нестатическая. Чтобы вычислить изменение энтропии при нестатических условиях, необходимо мысленно заменить реальный процесс несколькими квазистатическими процессами. Этот путь рассуждений используем для вычисления изменения энтропии при нагревании системы от температуры Т1 до T2.
Пусть, у нас есть бесконечно большое число теплоисточников. Имеется определенная начальная температура системы. Допустим, что T одного из них выше начальной температуры системы на бесконечно малую величину dT. Температура следующего теплоисточника пусть будет выше, чем предыдущего, опять на величину dT и т.д.; температура последнего нагревателя T2.
Приведем в тепловой контакт данную систему с первым нагревателем, температура которого T1 + dT. В этом случае через определенное время температура системы увеличится на dT и она приобретет количество теплоты равное . В исследуемом интервале температур от Т1 до Т1 + dT примем ее практически постоянной и равной Т1, тогда

После этого приводим данную систему в тепловой контакт сначала со вторым, затем с третьим и т.д. теплоисточниками, и так до нагревателя с температурой T2.
Для каждого теплоисточника можно определить бесконечно малое изменение энтропии dS в системе. Проводя суммирование по всем изменениям энтропии, и, заменяя сумму в пределе определенным интегралом, получаем
.
Т.е. таким образом, путем рассуждений мы пришли к формуле описанной выше.
Чтобы рассчитать интеграл в уравнении, написанном выше, нужно иметь зависимость теплоемкости от температуры. Одна из наиболее сложных температурных зависимостей теплоемкости имеется для кристаллов. И в этом случае искомый интеграл, как правило, вычисляется с помощью графического метода.
Заключение

Таким образом, второй закон говорит о том, что нельзя создать такой двигатель, чей КПД был бы равен 1. Данный закон дает нам новую функцию состояния, которая имеет важное значение при определении направления протекания процесса. Энтропия является функцией температуры, и эта зависимость имеет неодинаковое выражение в случае изобарного и изохорного процесса. Кроме того, проведенный анализ литературных источников показал фундаментальный характер и значение второго начала термодинамики.
Список использованных источников

Краснов, К.С. Физическая химия. В 2-х кн. Кн.1. Строение вещества. Термодиниамика [Текст]: учебник для вузов / К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и др. – М.: Высш. шк., 2001. – 512 с.
Эткинс, П. Физическая химия. В 3-х ч. Ч.1: Равновесная термодинамика [Текст] / П. Эткинс, Дж. де Паула / пер. с англ. И.А. Успенской, В.А. Иванова. – М.: Мир, 2007. – 494 с.
Даниэльс, Ф. Физическая химия [Текст] / Ф. Даниэльс, Р. Олберти / пер. с англ. под ред. К.В. Топчиевой. – М.: Мир, 1978. – 645 с.
Стромберг, А.Г. Физическая химия. Часть 1 [Текст] / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко. – М.: Высшая школа, 2001. – 527 с.













11