Vizualizare sursă pentru „Entropie”

{{Termodinamică |expanded=proprietăți}}
În [[termodinamică]], '''entropia''' este o măsură cât de aproape de [[echilibru termodinamic|echilibrul termodinamic]]; este o proprietate extensivă a unui [[sistem termodinamic]]. Noțiunea a fost introdusă de [[Rudolf Julius Emanuel Clausius|Rudolf Clausius]] pornind de la analiza reversibilității unor [[ciclu termodinamic|cicluri termodinamice]] pe baza ciclului ideal de randament maxim, ciclul Carnot. Este o [[funcție de stare]] caracterizată prin relația [[diferențială]]:
:<math>dS_A = \frac {dQ_{rev}}{T} </math>
unde ''dQ<sub>rev</sub>'' este cantitatea de [[căldură]] elementară (infinitezimală) schimbată cu exteriorul într-o [[proces reversibil |transformare reversibilă]], între [[stare termodinamică |starea]] ''A'' la care se referă entropia ''S<sub>A</sub>'' și starea de referință ''A''<sub>0</sub>, iar ''T'' este [[temperatura]] absolută la care are loc transformarea. O introducere a [[Entropia termodinamică (după Carathéodory)|entropiei termodinamice]] legată de considerații [[geometrie|geometrice]] este datorită lui [[Constantin Carathéodory]].

== Elaborarea noțiunii ==
Autorul noțiunii de entropie este Rudolf Clausius într-un articol științific din 1854 care conține un enunț privind suma căldurilor reduse, schimbate reversibil, într-un [[ciclu Carnot]]. Clausius extinde analiza la un ciclu reversibil oarecare pentru care formulează [[Teorema lui Clausius|proprietatea]] că integrala tuturor căldurilor reversibile reduse și infinitezimale este nulă. De aici obține diferențiala unei mărimi de stare ca raport între căldura reversibilă elementară și temperatură - căldura redusă.

Numele ''entropie'' datează din 1865, dintr-un articol al aceluiași autor în care stabilește egalitatea fundamentală care leagă principiul întâi de [[principiul al doilea al termodinamicii]]<ref>Petrescu 1981, p. 99</ref>.

Ulterior un alt autor, în 1870, aplică noțiunea elaborată de autorul german pentru un [[gaz ideal]] la amestecurile gazoase, introducând pentru acestea noțiunea ''perete semipermeabil''<ref>Petrescu 1981, p. 100</ref> care permite efectuarea amestecării gazelor în mod reversibil<ref>Țițeica, p. 81-83</ref>.

== Variația de entropie a unui sistem ==
'''Diferența de entropie''' între două stări ''A'' și ''B'' se obține prin integrarea diferențialei entropiei între stările indicate:
:<math>S_B - S_A = \int_{A}^{B} \frac {dQ_{rev}}{T} </math><ref name="LTR">[[Remus Răduleț|Răduleț, R.]] și colab. ''[[Lexiconul Tehnic Român]]'', [[Editura Tehnică]], București, 1957-1966.</ref>
:<math>S_A = \int_{A_0}^{A} \frac {dQ_{rev}}{T} </math>

'''Entropia masică''' este raportul dintre entropia unui [[corp (fizică)|corp]] omogen și [[masă|masa]] acestuia.

În cadrul unui [[sistem izolat]] desfășurarea proceselor este posibilă numai în sensul în care se produce creșterea entropiei. Expresia entropiei se poate deduce pornind de la expresia randamentului [[ciclul Carnot|ciclului Carnot]], astfel:
:<math>\eta = 1 - \frac{|Q_0|}{Q} = 1 - \frac{T_0}{T}</math>
de unde:
:<math>\frac{Q}{T} - \frac{|Q_0|}{T_0} = 0.</math>

=== În transformări simple la compoziție chimică constantă ===

Pentru anumite transformări simple în sisteme cu [[compoziție chimică]] constantă, modificările entropiei changes au expresii algebrice simple.<ref>{{cite web |url=http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/Numbers/Math/Mathematical_Thinking/ideal_gases_under_constant.htm |title=GRC.nasa.gov |publisher=GRC.nasa.gov |date=27 March 2000 |access-date=17 August 2012 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110821135844/http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/Numbers/Math/Mathematical_Thinking/ideal_gases_under_constant.htm |archive-date=21 August 2011 |url-status=dead }}</ref>

Pentru comprimarea (sau destinderea) unui [[gaz ideal]] de la un volum inițial <math display="inline"> V_0</math> și presiune inițială <math display="inline"> P_0</math> la un volum final <math display="inline">V</math> și presiune finală <math display="inline">P</math> la orice temperatură constantă, variația entropiei e:<math display="block">\Delta S = n R \ln{\frac{V}{V_0}} = - n R \ln{\frac{P}{P_0}}</math>, unde <math display="inline">n</math> e cantitatea de gaz (in [[mol]]i) și <math display="inline">R</math> [[constanta universală a gazelor]]. Aceste ecuații sunt valabile și pentru destinderea într-un vid finit în care temperatura, energia internă și entalpia unui gaz ideal rămân constante.

== Diagrame entropice ==
Entropia unei anumite stări, fiind o [[variabilă de stare |mărime de stare]] importantă pentru sistemele termodinamice, este folosită la reprezentări grafice ca mărime de referință a unei axe de coordonate. Diagramele care au entropia ca mărime de referință pentru una din axele de coordonate, se numesc diagrame entropice.
În diagrama entropică T-s poate fi reprezentată orice transformare reversibilă.

== Vezi și ==
* [[Entropie economică]]
* [[Entropie informațională]]
* [[Entropie statistică]]

== Note ==
<references />

== Bibliografie ==
* Stoian Petrescu, Valeria Petrescu, ''Principiile termodinamicii și mașinile termice - Mișcarea termică în univers și pe Pămînt'', Editura Tehnică, București, 1981
* S. Petrescu, V. Petrescu, ''Ireversibilitate, Entropie, Timp...'', Editura Tehnică, București, 1982
* Stoian Petrescu, Valeria Petrescu, ''Principiile termodinamicii - Evoluție, fundamentări, aplicații'', Editura Tehnică, București, 1983
* [[Radu Grigorovici]], Mircea Oncescu, ''Mărimi și unități în fizică'', vol II, Editura Tehnică, București, 1958
* [[Zoltán Gábos]], [[Oliviu Gherman]], ''Termodinamică și fizică statistică'', EDP, București, 1964, 1967
* V. Kirillin, V. Sîcev, A. Șeindlin, ''Termodinamica'', Editura Științifică și Enciclopedică, 1985, (traducere din limba rusă)
* [[Șerban Țițeica]]: ''Termodinamica'', Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, 1982.
{{Portal|Fizică}}

{{Fizică statistică}}

[[Categorie:Entropie| ]]
[[Categorie:Teoria informației]]
[[Categorie:Termodinamică]]
[[Categorie:Funcții de stare]]