Perplessità sull'Entropia.

[Candiano]

Salve a tutti volevo porvi alcune perplessità sull'entropia.
1) In un ciclo chiuso l'entropia si mantiene costante sia se il ciclo è reversibile che irreversibile e per entrambi i casi dovrei avere dS=0. Questo perchè l'entropia è una funzione di stato e nel caso di trasformazioni irreversibili possiamo sempre pensare di prendere qualsiasi trasformazione reversibile in sua sostituzione. Questo ragionamento va bene?
2) Riporto parte del testo del mio libro: Supponiamo di mantenere fissa la quantità di calore dQ che viene scambiata a partire dallo stato A (-->B), ma eseguendo lo scambio una volta in modo reversibile ed un'altra in modo irreversibile, il tutto transitando attraverso le stesse temperature. Nel caso reversibile l'incremento di entropia è sempre dS=S(B)-S(A), nel secondo esso è piu' elevato (in quanto la somministrazione di calore sufficiente a produrre S(B)-S(A) per via irreversibile sarebbe minore). In pratica il sistema, invece di portarsi nello stato B, si porta in un altro con entropia maggiore. Si può quindi concludere che la stessa quantità di calore dQ se scambiata irreversibilmente, produce un aumento di entropia maggiore di quello che produrrebbe se fosse scambiata reversibilmente. Ora mi chiedo PERCHè "la somministrazione di calore sufficiente a produrre S(B)-S(A) per via irreversibile sarebbe minore" ? E poi, PERCHè si porta ad uno stato finale "piu' disordinato" rispetto a S(B) della rispettiva reversibile?


Grazie anticipatamente per qualsiasi chiarimento.

[sonoqui_1]

1) Si mi sembra giusto. In una trasformazione ciclica lo stato iniziale e finale, di equilibrio termodinamico, coincidono ed essendo l'entropia una funzione di stato i sui valori coicidono
2) Premetto che bisogna chiarire che cosa si intende per irreversebilità. Per esempio, in base alla definizione che conosco l'irreversibilità potrebbe essere associata a fenomeni dissipativi anche esterni al sistema termodinamico considerato.
Tralasciando questo aspetto, mettiamo che la dissipazione di lavoro disponibile avvenga all'interno del sistema termodinamico stesso, allora si, alla irreversibilità corrisponde un incremento di entropia, perchè il sistema termodinamico non può scambiare entropia verso l'ambiente esterno, attraverso gli scambi di calore, avendo fissato la quantità di calore scambiata, positiva, cioè ricevuta dal sistema termodinamico, e le temperature delle sorgenti termiche. è bene scrivere temperature delle sorgenti termiche, non temperature del sistema termodinamico, perchè quando è presente irreversibilità dovuta a fenomeni interni al sistema termodinamico, si verifica che le trasformazioni non sono quasi statiche, la trasformazione non passa in maniera continua attraverso stati di equilibrio termodinamico e la temperatura del sistema non è definita, almeno in senso classico. L'entropia sicuramente incrementa.
Per verificare questo si possno scrivere le equazioni del primo e del secondo principio della termodinamica, inserendo in quella del secondo principio l'entropia generata.

$dU+deltaL=deltaQ$
$sum(deltaq_i)/T_i+deltaS_("gen")=dS$
Dove $deltaS_("gen")$ è l'entropia generata, sicuramente positiva.

[Faussone]

Per il punto 1) aggiungo una precisazione importante: è impossibile compiere una trasformazione ciclica irreversibile che non scambi calore e lavoro con l'esterno, se la trasformazione è affetta da irreversibilità. Proprio per definizione di irreversibilità infatti è impossibile riportare il sistema alla stato iniziale senza alterare in qualche modo il resto dell'universo, quindi in altre parole si deve scambiare calore e/o lavoro in qualche modo. Per questo si dice che l'entropia in un sistema chiuso reale può solo aumentare.

No ho letto con attenzione la risposta di sonoqui sul punto 2) io direi in breve che quella deduzione è una conseguenza della disuguaglianza di Clausisus.
In questo vecchio messaggio trovi qualche cosa in proposito, anche in questa altra discussione puoi trovare utili spunti di riflessione forse.

[Candiano]

Grazie mille per le risposte, segnerò tutto. Comunque ho cercato di vedere quella definizione, ""in quanto la somministrazione di calore sufficiente a produrre S(B)-S(A) per via irreversibile sarebbe minore"", anche sulla base di questa relazione $ int_(A)^(B) (δQirr)/T

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