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Termologia 7. Entropia e disordine. 7.2 Lentropia sommatoria su tutti gli scambi di calore durante la trasformazione reversibile da A a B Variazione di.

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1 Termologia 7. Entropia e disordine

2 7.2 Lentropia sommatoria su tutti gli scambi di calore durante la trasformazione reversibile da A a B Variazione di entropia di un sistema fisico che passa dallo stato A allo stato B Lentropia è una funzione di stato e una grandezza estensiva Unità di misura: J / K.Esempio 1 pag. 220

3 7.3 Lentropia di un sistema isolato 1.In un sistema isolato in cui hanno luogo soltanto trasformazioni reversibili lentropia rimane costante 2. In un sistema isolato in cui hanno luogo trasformazioni irreversibili lentropia aumenta Esempio: scambio di calore Q i tra corpi a temperature diverse (T a < T c ) Sintetizzando: Ogni trasformazione che avviene in un sistema isolato provoca in esso una variazione di entropia maggiore o uguale a zero (uguale a zero se e soltanto se la trasformazione è reversibile) Lentropia dellUniverso aumenta sempre (freccia del tempo) Si può dimostrare che:

4 7.4 Quarto enunciato del 2° principio Il primo principio (conservazione dellenergia) non basta, da solo, a definire lo stato finale B per un sistema che evolve da uno stato iniziale A: esistono vari stati finali con la stessa energia di A, però sia lesperimento che la teoria mostrano che: Levoluzione spontanea di un sistema isolato giunge a uno stato di equilibrio a cui corrisponde il massimo aumento dellentropia (compatibile con il primo principio della termodinamica)

5 7.5 Entropia di un sistema non isolato In un sistema fisico non isolato, lentropia può anche diminuire (es. frigorifero, dove Q<0, quindi S<0), però Se una trasformazione reale provoca, in un sistema fisico, una diminuzione di entropia di modulo | S|, nel resto dellUniverso si ha un aumento di entropia maggiore di | S|.

6 7.6 Il 2° principio a livello molecolare Esempio: disco frenato dallattrito dellaria Nel corso del tempo, le forme ordinate di energia si trasformano spontaneamente in energia disordinata, mentre non è mai stato osservato il processo inverso

7 7.7 Stati macroscopici e microscopici Microstato = una ben precisa configurazione dei costituenti microscopici di un sistema (masse, posizioni, velocità delle molecole). Ad ogni macrostato possiamo associaremolti microstati Più un microstato è disordinato, maggiore è la probabilità con la quale esso può realizzarsi spontaneamente

8 7.8 Entropia e disordine Levoluzione spontanea di un sistema termodinamico isolato è quella che conduce al sistema più disordinato, cioè al massimo valore dellentropia Legame tra spontaneità di una trasformazione, entropia e disordine: Equazione di Boltzmann: entropia di uno stato A è data da S(A) = k B ln W(A) dove, W(A) = numero di microstati associati al macrostato A


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