Ost, нагревая или охлаждая систему Вы управляете температурой материальных тел, из которых эта система состоит.
Давайте разберем вопрос - чем именно Вы управляете, когда говорите, что управляете энтропией?
Что такое энтропия?
Каков её физический смысл?
---
Вот, например, есть физическая величина - электрический заряд. У неё есть физический смысл. Так, заряд в 1 Кулон - это суммарный заряд 6 250 000 000 000 000 000 электронов.
Есть величина - ускорение. Например, 9,81 м/с2. У неё тоже есть физический смысл. Эта величина показывает, на сколько (9,81 м/с) изменяется каждую секунду скорость материального тела в ИСО.
А каков физический смысл энтропии?
Петр Иванович, физический смысл будет в соответствии с определением энтропии для обратимого процесса
\[ \Delta S = \int\limits_{T_1}^{T_2} \frac{\Delta C_p}{T}d~T = \int\limits_{H_1}^{H_2} \frac{dH}{T}. \]
В частном случае при постоянной температуре
\[ \Delta S = \frac{\Delta H}{T}. \]
Например, если взять стакан в котором содержится смесь воды и льда и поставить его в холодильник, то при постоянной нулевой температуре будет увеличиваться количество льда (энтропия уменьшается).
Должно быть ясно, что это возможно только при уменьшении теплоёмкости смеси. В данном случае величина изменения энтропии системы полностью эквивалентна изменению её теплоёмкости.
Энтропия в этом частном случае, есть изменение теплоёмкости термодинамической системы в изотермическом процессе.
Обратите внимание, что мы управляем не температурой смеси, а потоком тепла из неё, через внешний градиент температуры, т. е. можно сказать, замораживаем при постоянной средней температуре.
Такое изменение теплоёмкости системы влияет на направление хода процесса.
Например, в некоторых случаях при добавлении в смесь нового компонента происходит охлаждение системы без внешнего отбора тепла, такое возможно, если теплоёмкость системы увеличилась и тепла не хватает для поддержания более высокой температуры. Можно сказать, что добавление нового компонента привело к увеличению энтропии системы и смещению равновесия в сторону самопроизвольного эндотермического процесса.
На практике для оценки направления процесса используют потенциал Гиббса
\[ \Delta G = \Delta H_{реакции} - T \cdot \Delta S. \]
Для произвольного процесса частное определение энтропии, как изменения теплоёмкости в изотермическом процессе напрямую не подходит, так как общее определение содержит интеграл, зависящий от температуры. Однако функциональная связь энтропии с изменением теплоёмкости при текущей температуре процесса в дифференциальном виде остаётся без изменения. В этом и надо искать физический смысл энтропии для обратимых процессов.
Управляя энтропией, мы управляем направлением реакции, концентрацией продуктов реакции, равновесием и можем оптимизировать процесс.
Работа газа зависит от изменения температуры
\[ dA = d(P V) = \nu \cdot R \cdot d~T; \]
Энтальпия, соответствующая этому изменению температуры равна
\[ d H_A = C_p \cdot d~T; \]
Однако существует ещё составляющая энтальпии, которая не связана с изменением температуры, а связана только с изменением энтропии
\[ d H_S = T \cdot dS; \]
\[ \Delta H_S = \int\limits_{S_1}^{S_2}T \cdot dS; \]
Эта составляющая не принимает участие в совершении работы, она в этом смысле обесценена.
Изменение энтропии это теплоёмкость, которая обеспечивает содержание неработоспособной части энтальпии в термодинамической системе при текущей температуре.
Работоспособная часть теплоёмкости это \[ C_p. \]
