Entropie dQ=TdSdQ=TdSdQ=TdS und Arbeit dW=−pdVdW=−pdVdW = -pdV Bedingungen?

Was sind die Bedingungen, um für die Gleichungen: Entropie D Q = T D S und Arbeit D W = − P D v arbeiten?

Ich denke für D Q = T D S , muss es ein reversibler Prozess sein?

Aber für D W = − P D v , sollte es nicht immer gelten?

Die Identität, die immer gilt, ist: dE = T dS - p dV. Für quasistatische Änderungen gilt dies eindeutig, aber da E eine Zustandsfunktion von S und V ist, muss dies immer gelten. Daraus folgt, dass, wenn dQ nicht T dS ist, -p dV unmöglich gleich der an dem System durchgeführten Arbeit sein kann.

Antworten (2)

Ich denke für D Q = T D S , muss es ein reversibler Prozess sein?

Nicht unbedingt. Es muss ein quasistatischer Prozess sein, bei dem das System Gleichgewichtszustände durchläuft. Theoretisch kann ein quasistatischer Prozess reversibel sein, muss es aber nicht. Wenn zum Beispiel Wärme von kälteren Körpern zu wärmeren Körpern durch trennende Einfügungen (Wände) langsam genug übergeht, so dass die Körper nahe dem Gleichgewichtszustand bleiben, für jeden Körper das Verhältnis D Q = T D S hält, wo T ist die Temperatur dieses Körpers. Dieser Prozess ist irreversibel, da Wärme vom wärmeren zum kälteren Körper geht, aber die Formel gilt für beide Körper getrennt. Nur für das kombinierte System gilt die Formel nicht; das kombinierte System hat nicht eine Temperatur.

Aber für D W = − P D v , sollte es nicht immer gelten?

Auch hier gilt, wenn der Prozess quasistatisch ist und das System durchgehend den gleichen Druck hat.

Ok, jetzt bin ich verwirrt. Benötigen sie reversible Prozesse oder nicht?
Finden Sie heraus, was "reversibler Prozess" bedeutet. Es ist ein ganz besonderer Prozess. Die Formel D Q = T D S gilt immer dann, wenn das System Gleichgewichtszustände durchläuft. Letzterer Prozess ist nicht notwendigerweise reversibel.
Der Prozess muss reversibel sein. Erinnern:
D Q R e v = T D S
.
@AntoniosSarikas Hast du meine Antwort gelesen? Dort erläutere ich, warum der physikalische Vorgang für die Formel nicht umkehrbar sein muss D Q = T D S anwendbar sein.
@JánLalinský Ich habe die Clausius-Ungleichung noch einmal überprüft und Ihre Antwort war sinnvoll. Für zwei Systeme (heiß und kalt) lautet die Entropieänderung des gesamten (isolierten) Systems durch Anwendung der Clausius-Ungleichung für beide:
D S ≥ ( 1 T C − 1 T H ) D Q
Ihre Antwort impliziert, dass wir das Ungleichheitszeichen weglassen können. Geschieht dies, wenn wir während des Prozesses keine Entropieerzeugung haben (keine Hotspots in beiden Systemen, nur Entropietransfer)?
@AntoniosSarikas Zuerst war das mein Punkt D Q = T D S gilt für das System, das in allen seinen Teilen die gleiche Temperatur hat, auch wenn es einen Prozess durchmacht, der (betrachtet das gesamte Supersystem) irreversibel ist. Zu Ihrer Frage, ja, wenn die Wärmeübertragung langsam genug ist und beide Teilsysteme einheitliche Temperaturen haben (die nicht gleich sein müssen), kann die Ungleichung durch Gleichheit angenähert werden. Wie Sie vorschlagen, wird in den Teilsystemen keine nennenswerte Entropie erzeugt, wenn die Wärmeübertragung quasistatisch ist. Die gesamte Entropie wird in der Wand erzeugt, die die Wärme zwischen den Systemen durchdringt.

Ich denke für D Q = T D S , muss es ein reversibler Prozess sein?

Ja.

Aber für D W = − P D v , sollte es nicht immer gelten?

Nein, es ist nur für reversible Druck-Volumen-Arbeit. Es gilt nicht für irreversible Prozesse. Es gilt nicht für Situationen mit anderen Arten von Arbeiten wie Elektrik, Oberflächenspannung usw.

Laut Physical Chemistry von Levine kann "Arbeit in einer mechanischen irreversiblen Volumenänderung manchmal nicht durch Thermodynamik berechnet werden". Ungleichmäßiger Druck, Turbulenz und kinetische Energie werden dann diskutiert.

Entropie dQ=TdSdQ=TdSdQ=TdS und Arbeit dW=−pdVdW=−pdVdW = -pdV Bedingungen?
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