Vikipeedia

Entroopia: erinevus redaktsioonide vahel

Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
Resümee puudub
1. rida:
{{See artikkel| räägib termodünaamika mõistest; Lauamängu kohta vaata artiklit [[Entroopia (lauamäng)]]}}
 
{{ToimetaAeg|kuu=detsember|aasta=2009}}
[[Pilt:Ice_water.jpg|thumb|Jää sulamine on üks tavaline näide protsessist, milles entroopia kasvab.]]
 
6. rida:
 
Entroopia on üks termodünaamika põhimõistetest. Selle muudab oluliseks [[termodünaamika teine seadus]], mille järgi ei saa [[isoleeritud süsteem]]i entroopia kunagi kahaneda. Seega saavad iseeneslikud protsessid isoleeritud süsteemis toimuda vaid entroopia kasvamise suunas. Protsessid, milles entroopia kahaneb, saavad toimuda vaid siis, kui süsteemiga tehakse tööd. Näiteks saab soojus iseeneslikult kanduda vaid soojemalt kehalt külmemale. Et käivitada vastupidine protsess, kus soojus kandub külmemalt kehalt soojemale, tuleb teha tööd. Termodünaamika teise seaduse järgi näitab entroopia protsess ka [[aeg|aja]] kulgemise suunda.
 
== Definitsioonid ==
 
12. rida ⟶ 13. rida:
Statistilises termodünaamikas kasutatakse otseselt mateeria atomistlikku iseloomu. Entroopia defineeritakse järgmise [[olekute tihedus]]e [[Funktsioon (matemaatika)|funktsioonina]]:
 
: <math>S = - k_B\sum_i P_i \ln P_i \!,,</math>
kus <math>S</math> on entroopia, ''k''<submath>B k_B</submath> on [[Boltzmanni konstant]], summeerimine toimub üle kõikide [[mikrooleku]]te, milles süsteem viibida võib, ja <math>P_i</math> ón tõenäosused, et süsteem vastavas mikroolekus asub.▼
 
Juhul, kui süsteemi mikroolekute arv on Ω<math> \Omega</math> ning kõikide mikroolekute tõenäosused on võrdsed, siis võtab entroopia kuju▼
▲kus S on entroopia, ''k''<sub>B</sub> on [[Boltzmanni konstant]], summeerimine toimub üle kõikide [[mikrooleku]]te, milles süsteem viibida võib, ja <math>P_i</math> ón tõenäosused, et süsteem vastavas mikroolekus asub.
 
▲Juhul, kui süsteemi mikroolekute arv on Ω ning kõikide mikroolekute tõenäosused on võrdsed, siis võtab entroopia kuju
 
: <math>S = k_B\ln{\Omega} \!</math>.▼
 
▲: <math>S = k_B\ln{\Omega} \!,.</math>.
Termodünaamikas realiseerub viimane olukord [[mikrokanooniline ansambel|mikrokanoonilises ansamblis]].
 
=== Termodünaamiline definitsioon ===
 
Klassikalises termodünaamikas on entroopia [[olekufunktsioon]] – suurus, mis sõltub vaid süsteemi olekust, sõltumata sellest, kuidas antud olek saavutati. Selle olekufunktsiooni korrutist keskkonna temperatuuriga võib mõista, kui energia hulka, mida ei saa kasutada vaadeldava süsteemi abil termodünaamilsetermodünaamilise töö tegemiseks. Täpsemalt öeldes: igas protsessis, kus süsteemi poolt tehtav töö on ''ΔE''<math> \Delta E </math> ja mille käigus süsteemsüsteemi entroopia kahaneb ''ΔS''<math> T\, \Delta S </math> võrra, tuleb keskkonda anda vähemalt energiahulk ''TΔS''<math> \Delta S </math> (''<math> T'' </math> on keskkonna [[absoluutne temperatuur]]). Vastupidisel juhul see protsess toimuda ei saaks. Seega konstantsel temperatuuril toimuva tasakaalulise pööratava protsessi entroopia muut
 
Konstantsel temperatuuril toimuva tasakaalulise pööratava protsessi entroopia muut on antud seega valemiga
 
: <math>\delta S = \frac{\delta q}{T}, \qquad (1)</math>
 
kus ''<math>q''</math> tähistab süsteemile ülekantud soojushulka ja <math>T</math> süsteemi [[absoluutne temperatuur|absoluutset temperatuuri]]. Kui süsteemile soojust juurde antakse, siis on entroopia muut positiivne, kui süsteem soojust ära annab, siis negatiivne. Isoleeritud süsteemis toimuvate mittepööratavate protsesside korral kehtib alati
 
: <math>\delta S \geq 0. \qquad (2)</math>
40. rida ⟶ 37. rida:
kus <math>\delta W_{\rm diss}</math>, kirjeldab süsteemisiseselt tehtud tööd (näiteks sisehõõrdumise poolt tehtud tööd), mis on alati positiivne.
 
[[TermodünaamikaSüsteemi kolmaskoguentroopia seadus|termodünaamika kolmandat seadust]], mille järgi süsteemi entroopia nullteperatuuril null on, võib süsteemi koguentroopiasaab leida valemi (1) abil, kui entroopia muudu tasakaalulises protsessis, milles viiakse süsteem nullteperatuuriltnulltemperatuurilt temperatuurini ''<math> T'' </math>:
: <math>S(T) = \int^T_0\frac{\delta q}{T}.</math>.
 
Kui entroopiat käsitleda olekufunktsioonina[[olekufunktsioon]]ina, siis on selline määratlus sisukas peaasjalikult tasakaaluliste olekute puhul. Fundamentaalsem on entroopia statistiline definitsioon, millest järelduvad kõik entroopia tuntud omadused.
 
== Vaata ka ==
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/wiki/Entroopia"