On the ambiguity of an ideal gas entropy concept

Abstract

В статье на базе новой модели идеального газа и теории термодинамических потенциалов рассмотрены изотермические и адиабатические процессы, протекающих в нѐм. Кроме того, произведѐн разбор процесса введения понятия энтропии Р. Клаузиусом, в результате чего установлены основные требования, предъявляемые им к энтропии, изменения которой наблюдаются в изотермических и адиабатических процессах, в частности, выявлено, что, если в изотермических процессах с участием одного моля идеального газа энтропия S_T однозначно характеризуется величиной S_T = R ln V, то при протекании процессов адиабатических, единственным требованием предъявляемым к ним является условие о взаимоуничтожении адиабат в рассматриваемом цикле Карно. В результате данного обстоятельства фактически в термодинамике используют различные «адиабатические» энтропии, а именно S_A = const R ln V и C _V ln T , а в рамках данной работы и CV, что приводит, не смотря на математически безупречное введение понятия энтропии для цикла Карно к невозможности еѐ однозначной интерпретации и, следовательно, определению еѐ физико-химического смысла даже для идеального газа. В работе введено новое понятие «суммарная» энтропия идеального газа S_S = R ln V + C _V , удовлетворяющая критериям Р. Клаузиуса, на базе которой установлено, что данный вид энтропии, умноженный на абсолютную температуру характеризует некий уровень потенциальной энергии системы, который может быть последовательно преобразован в работу в изотермическом обратимом процессе, при подводе соответствующего количества тепла и в соответствующем адиабатическом обратимом процессе.