Критический анализ понятия «термодинамическая энтропия»

А.Вейник (1968) резко выступил против той роли, которую играет энтропия в современной термодинамике, но его попытка изменить ситуацию не была принята современниками. А, может быть, и не понята. Против применения энтропии в термодинамике в том ключе, в каком это задумал Р. Клаузиус, доказательно и подробно выступил также И. Львов (2003, 2004).

В.Эткин (2006) подробнейшим образом описал эволюцию понятия «энтропия» в различных отраслях знания, показав, что в результате эволюции науки содержание понятия «энтропия» ушло далеко в сторону от того содержания, которое придал ему Р.Клаузиус. Однако В. Эткин считает, что «в термодинамике энтропия является носителем тепловой формы движения, т. е. величиной, способной передаваться через границы системы в процессе теплообмена или массообмена между ней и окружающей средой.» Таким образом, у В. Эткина термодинамическая энтропия оказалась отождествленной с координатой состояния тепловой формы движения, то есть с тепловым зарядом.

Однако координатой состояния тепловой формы движения, как указывал А. Вейник, энтропия может считаться только при равновесных обратимых процессах. Да и то ее можно лишь приравнять к тепловому заряду, но не отождествить с ним. B общем же случае энтропию нельзя приравнивать к тепловому заряду. Отождествление энтропии с тепловым зарядом, как это следует из работы Д. Ермолаева (2004), сужает статистический смысл энтропии и переводит статистическую энтропию из разряда величин, имеющих сейчас обобщенное содержание для любых материальных систем, в частную характеристику тепловой формы движения. Но в этом случае следует уже обязательно говорить о термодинамической энтропии, а не просто об энтропии.

По А. Вейнику координатой состояния в упорядоченной тепловой форме движения является именно тепловой заряд. Из определяющего уравнения тепловой формы движения следует, что изменение теплового заряда dИ определяется уравнением.

dИ = дQ /ДT .

Уравнение (3) принципиально отличается от уравнения (1) тем, что дQ — это воздействие на систему тепловой энергии (изменение теплообмена), а не изменение количества теплоты в трактовке теории теплорода. В знаменателе уравнения (3) находится температурный напор ДT, а не абсолютное значение термодинамической температуры T, как в уравнении (1). В таблице тепловой формы движения (таблица «Движение теплового заряда»), в соответствии с условием приращений, присутствует именно температурный напор ДT. Из этого следует, что при систематизации величин тепловой формы движенияприменение термодинамической энтропии в качестве координаты состояния неприемлемо.

При адиабатических процессах тепловой заряд системы И не изменяется точно так же, как и термодинамическая энтропия системы S. Так что процессы с постоянным количеством теплового заряда в системе — это и есть те процессы, которые в теплотехнике называют изоэнтропийными.

При необратимости процесса в системе может измениться суммарное количество теплового заряда диссипации вследствие переноса энергии любых упорядоченных форм движения в неупорядоченную тепловую форму движения диссипации, но тепловой заряд диссипации — это совсем не то же самое, что тепловой заряд упорядоченной тепловой формы движения.