Irreversible Prozesse werden bei Entropieberechnungen nicht berücksichtigt?

Wählen Sie einen Carnot-Zyklus (sein T 1 < T 2 ), es ist also reversibel Δ S u N ich v , C j C l e = 0 .

Dasselbe Ergebnis erhält man über die Summe aller mit seiner Transformation verbundenen Entropien, das heißt: Δ S u N ich v , C j C l e = Δ S G A S + A M B ich e N T , A B + Δ S G A S + A M B ich e N T , B C + Δ S G A S + A M B ich e N T , C D + Δ S G A S + A M B ich e N T , D A

Machen Sie die erste adiabatische Expansion irreversibel, wie im Bild:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es gilt jedoch die gleiche Gleichung, da die Entropie eine Zustandsfunktion ist, S G A S , C j C l e = 0 , Δ S u N ich v , C j C l e = Δ S A M B ich e N T , A B + Δ S A M B ich e N T , B C + Δ S A M B ich e N T , C D + Δ S A M B ich e N T , D A

Die adiabatischen Prozesse BC und DA berücksichtigen keine Entropieänderung, da Q e X C H A N G e D = 0 , So Δ S A M B , B C = ∫ B C D Q T geht zu 0 , das gleiche für DA

Daher kommt die Gesamtentropie zu Δ S u N ich v , C j C l e = Δ S A M B ich e N T , A B + Δ S A M B ich e N T , C D = Δ S u N ich v , ich R R e v e R S ich B l e P R Ö C e S S e S = S G A S + A M B ich e N T , B C = S G A S , B C

Wie kann die Entropie auch unabhängig von dem irreversiblen Prozess werden? Da es nur von den isothermen Transformationen abhängt, wie können unterschiedliche "Irreversibilitätsgrade in BC" die Netto-Entropieänderung im Universum nicht beeinflussen?

PS: Bezieht sich dies auf die Tatsache, dass Entropie als Funktion des Zustands eines reversiblen Prozesses definiert ist? Es taucht immer wie von Zauberhand in meinen Berechnungen auf und ich kann nicht erklären warum.

BEARBEITEN: Möglicherweise ein Duplikat davon , aber ich würde eigentlich lieber wissen, wie sich dies auf zyklusweite Berechnungen bezieht

Die Ausbaustufe Cannot Cycle ist reversibel.

Antworten (2)

Wenn der Carnot-Zyklus irreversibel ist, ist die Entropieänderung des Systems immer noch Null (pro Zyklus), aber die Entropieänderung der Reservoirs ist nicht Null, und die Entropieänderung des Universums ist nicht Null. Die im System aufgrund der Irreversibilität erzeugte Entropie wird während der "isothermen Abschnitte" des Zyklus in die Reservoirs übertragen.

Ich glaube nicht, dass "die Entropie, die innerhalb des Systems aufgrund der Irreversibilität erzeugt wird, während der isothermen Teile des Zyklus auf die Reservoirs übertragen wird". Wie in der Frage ausgeführt, ist die Entropie eine Zustandsfunktion, und wenn der irreversible Teil dieselben Start- und Endpunkte wie der reversible Pfad hat, muss das System an diesen Punkten dieselbe Entropie haben. Der irreversible Pfad erzeugt einfach Entropie in der Umgebung. Die Aussage, dass reversible Veränderungen keine Entropie erzeugen, ist eine Aussage über die Entropie des Universums, nicht des Systems.
@BySymmetry: Ich denke, wir haben eine Meinungsverschiedenheit zwischen Experten. Ich stehe zu dem, was ich gesagt habe. Wenn der Prozess, den das System erfährt, irreversibel ist und das System einen Zyklus durchläuft, muss die Entropieänderung des Systems über den Zyklus Null sein. Dies kann nur geschehen, wenn die während des Kreislaufs im System erzeugte Entropie an die Umgebung abgegeben wird. Die Entropieerzeugung findet nicht innerhalb der Umgebung statt, da die Umgebung als ideale Reservoire (ohne Entropieerzeugung) angesehen wird.

Die gleichung

D S = D Q R e v T
Gilt nur entlang reversibler Pfade. Entlang eines irreversiblen Pfades bedeutet die Tatsache, dass keine Wärme übertragen wird, also nicht, dass es keine Änderung der Entropie gab. Deutlicher wird dies durch die Ungleichung von Clausius
D S ≥ D Q T
die die Entropieänderung mit der auf einem beliebigen Weg übertragenen Wärme in Beziehung setzt.

Kurz gesagt, die Entropiezunahme erfolgt auf der irreversiblen Stufe und wird nicht irgendwie in die unveränderten isothermen Stufen verschoben.

Ok, aber ich komme wirklich nicht um die Tatsache herum, dass ich es tatsächlich mit jeder (umkehrbaren oder irreversiblen) Transformation zwischen meinen Koordinaten berechnen kann. In diesem Fall kann ich die deltaS von B nach C mithilfe eines umkehrbaren Pfads oder sogar durch „Schummeln“ (wie oben) mithilfe der anderen umkehrbaren Transformationen im Zyklus erhalten
Der Punkt ist, dass Sie als sagen Δ Q B C = 0 , das impliziert Δ S A M B , B C = 0 . Aber das ist nicht wahr Δ S A M B , B C ≥ ∫ D Q T = 0 , also nimmt die Entropie der Umgebung nach dem zweiten Hauptsatz zu. Das bedeutet, dass die Umgebung nicht nach einem irreversiblen Zyklus in ihren Ausgangszustand zurückkehrt, dh die Tatsache, dass das System einen Zyklus durchführt, impliziert, dass die Umgebung es auch ist. Die Annahme ist jedoch, dass die Umgebung so groß ist, dass jede endliche Änderung ihres Zustands vernachlässigt werden kann.
@MassimoPesavento So denkt man über Entropie: Zwei Systeme, A Und B interagieren, indem sie einen Prozess durchlaufen. Die Tatsache, dass Entropie eine Zustandsfunktion ist, bedeutet, dass wir die Entropieänderung in jedem System aus der Kenntnis ihrer Endzustände berechnen können, dh wir können rechnen Δ S A A ' Und Δ S B B ' . Wenn der Prozess reversibel ist, dann Δ S A A ' + Δ S B B ' = 0 ; wenn nicht, dann Δ S A A ' + Δ S B B ' > 0 . Anders ausgedrückt: Nur weil die Entropie eine Zustandsfunktion ist, heißt das nicht, dass sie auch erhalten bleiben sollte.
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