Задания № 10, 24 · ЕГЭ

Энтропия и необратимость

Почему тепловые процессы имеют определённое направление
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Энтропия — физическая величина, которая показывает направление самопроизвольных тепловых процессов. В изолированной системе энтропия не уменьшается: она сохраняется в обратимых процессах и возрастает в необратимых.

ЭнтропияНазвание происходит от греческих слов со значением «внутри» и «поворот».
Энтропия \(S\) — функция состояния термодинамической системы, характеризующая степень неупорядоченности распределения энергии и направление протекания тепловых процессов. Для изолированной системы \(\Delta S\ge 0\).

Теплота самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому, газ распространяется по всему доступному объёму, а два вещества после смешивания не разделяются сами собой. Такие процессы называют необратимыми: обратный ход возможен только благодаря внешнему воздействию.

Формула

При обратимом передавании теплоты изменение энтропии вычисляют через температуру процесса. Здесь \(T\) — абсолютная температура в кельвинах, а \(Q_{\text{обр}}\) — теплота, переданная обратимо.

\[\Delta S = \frac{Q_{\text{обр}}}{T}\]1

Для перехода между состояниями изменение энтропии зависит только от начального и конечного состояний, а не от пути перехода. В первом законе термодинамики рассматривают баланс энергии, а энтропия дополнительно описывает направленность процесса.

№
Пример: остывание чая

Горячий чай отдаёт энергию окружающему воздуху и остывает. Процесс идёт самопроизвольно в одном направлении; чтобы снова нагреть чай, нужно затратить энергию извне. Это типичный необратимый тепловой процесс.

!
Не путайте

Рост энтропии не означает, что энтропия каждого тела всегда увеличивается. При охлаждении чай теряет энтропию, но окружающая среда получает больше энтропии, поэтому суммарная энтропия изолированной системы возрастает.

Проверь себя

Как изменяется энтропия изолированной системы при необратимом процессе?

Подробный расчёт изменения энтропии для разных переходов рассматривается на странице изменение энтропии.

Главное за минуту

Главное

  • Энтропия задаёт направление самопроизвольных тепловых процессов.
  • В изолированной системе энтропия не уменьшается: \(\Delta S\ge 0\).
  • Необратимость означает невозможность самопроизвольного возвращения системы в исходное состояние.