v2.0.9783.3270
Fizyka dla każdego
Fale, akustyka i modele uniwersyteckie · 1 min czytania

Entropia jako funkcja stanu. Proces odwracalny i nieodwracalny

Układ może zwiększyć entropię, nie otrzymując ciepła z otoczenia. Swobodne rozprężanie gazu jest takim przykładem. Błąd w rozumowaniu pojawia się wtedy, gdy wzór na zmianę entropii w procesie odwracalnym stosujemy wprost do rzeczywistego procesu nieodwracalnego.

Opublikowano: 13.10.2026 · Ostatnio zmieniany: 14.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

Układ może zwiększyć entropię, nie otrzymując ciepła z otoczenia. Swobodne rozprężanie gazu jest takim przykładem. Błąd w rozumowaniu pojawia się wtedy, gdy wzór na zmianę entropii w procesie odwracalnym stosujemy wprost do rzeczywistego procesu nieodwracalnego.

Potrzebne wiadomości: Pierwsza zasada termodynamiki, gaz doskonały, całka i logarytm naturalny.

Definicja zmiany entropii

Entropia S jest funkcją stanu. Jej zmianę między stanami równowagi A i B obliczamy po drodze odwracalnej łączącej te stany:

\Delta S=\int_A^B\frac{\delta Q_{rev}}{T}.

Temperaturę T wyrażamy w kelwinach, a entropię w J/K. Indeks rev jest istotny: nie wolno zastąpić tej całki po prostu rzeczywistym Q/T dla dowolnej przemiany. Symbol δ przypomina, że ciepło nie jest funkcją stanu. Różne drogi mogą wymagać różnych ilości ciepła, mimo jednakowych stanów końcowych.

Przykład gazu doskonałego

Dla odwracalnego rozprężania izotermicznego stałej ilości gazu doskonałego energia wewnętrzna się nie zmienia. Ciepło równoważy pracę, więc δQrev = p dV = nRT dV/V. Po podzieleniu przez T i scałkowaniu:

\Delta S=nR\ln\frac{V_2}{V_1}.

Wynik dotyczy różnicy entropii tych dwóch stanów także wtedy, gdy rzeczywista droga między nimi była nieodwracalna. Nie oznacza to jednak, że jej rzeczywiste ciepło było równe ciepłu drogi pomocniczej.

Druga zasada

Entropia całego układu izolowanego nie maleje. Może pozostać stała w procesie odwracalnym albo wzrosnąć w nieodwracalnym. Entropia pojedynczego podukładu może maleć, jeżeli przekazuje on entropię otoczeniu. Dlatego zawsze określamy granice układu, zanim ocenimy znak ΔS.

Przykład: zbiornik o stałej temperaturze 400 K oddaje 800 J, a zbiornik 300 K je otrzymuje. Zmiany entropii zbiorników wynoszą odpowiednio −2 J/K i około +2,67 J/K. Łączna zmiana jest dodatnia, choć zmiana gorącego zbiornika jest ujemna.

Warto uważać na skrót „entropia to nieporządek”. Nie zastępuje on definicji ani bilansu i łatwo prowadzi do niejednoznacznych ocen. W zadaniach termodynamicznych pracujemy z funkcją stanu, temperaturami bezwzględnymi oraz właściwie dobraną drogą odwracalną. Samo stwierdzenie Q = 0 nie wystarcza do wniosku ΔS = 0; potrzebna byłaby jeszcze odwracalność procesu adiabatycznego.

Zadania do tego tematu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Teoria Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.