0 svar
57 visningar
naytte 7419 – Moderator
Postad: 20 sep 21:23 Redigerad: 20 sep 22:18

Termodynamik - var blir det fel när jag försöker tillämpa Clausius olikhet?

Halloj!

Jag försöker bevisa följande standardresultat ur termodynamiken

ΔCS>CδQT\displaystyle \Delta_{\mathcal{C}} S > \int_{\mathcal{C}}\frac{\delta Q}{T}

där ΔCS\Delta_{\mathcal{C}} S är förändringen i entropi för ett system som förändras irreversibelt längs tillståndskurvan C\mathcal{C}.

Jag har försökt utgå från Clausius olikhet,

ƵδQT0\displaystyle \oint_{\mathcal{Z}}\frac{\delta Q}{T}\le0

för någon kurva Ƶ\mathcal{Z}


Låt Ƶ:=RI\mathcal{Z}:=\mathcal{R}\cup \mathcal{I} vara en cyklisk kurva där R\mathcal{R} utgör en reversibel transformation från ett tillstånd AA till BB och där I\mathcal{I} utgör en irreversibel transformation från BB till AA. Clausius olikhet ger då

ƵδQT=RδQT+IδQT<0\displaystyle \oint_{\mathcal{Z}}\frac{\delta Q}{T}=\int_{\mathcal{R}}\frac{\delta Q}{T}+\int_{\mathcal{I}}\frac{\delta Q}{T} < 0

Vi känner igen den första termen som förändringen i entropi ΔRS=S(B)-S(A)\Delta_{\mathcal{R}} S=S(B)-S(A) hos systemet och således har vi

ΔRS<-IδQT\displaystyle \Delta_{\mathcal{R}}S < -\int_{\mathcal{I}}\frac{\delta Q}{T}

Det är här det blir lite konstigt. Om man helt enkelt delar med -1-1 i båda led får vi rätt svar då I\mathcal{I} transformerar systemet från BB till AA och -ΔRS=S(A)-S(B)-\Delta_{\mathcal{R}}S =S(A)-S(B) motsvarar denna transformation. Om vi däremot med regler för kurvintegraler noterar att

-IδQT=-IδQT\displaystyle -\int_{\mathcal{I}}\frac{\delta Q}{T}=\int_{-\mathcal{I}}\frac{\delta Q}{T}

får vi fel på olikhetstecknet. Varför blir det fel där? Är detta inte en allmängiltig regel för kurvintegraler? Jag tänker alltså att om I\mathcal{I} går från BB till AA måste -I-\mathcal{I} gå från AA till BB.

Svara
Close