Techniklexikon

Entropieänderung

Thermodynamik und statistische Physik, die Änderung der Entropie DS während einer Zustandsänderung. Es gilt allgemein die Ungleichung , wobei T die absolute Temperatur und Q die Wärmeenergie bedeuten.

Das Gleichheitszeichen gilt bei reversiblen Zustandsänderungen. Deshalb kann  oder bei Verwendung des ersten Hauptsatzes als geschrieben werden.

Im einfachsten Fall ist , stets aber wird durch die angegebene Gleichung dS durch Zustandsgrössen und ihre Differentiale ausgedrückt, so dass die Entropieänderung bei einer beliebigen Zustandsänderung durch Integration längs eines beliebigen Weges im Zustandsdiagramm bestimmt werden kann (Clausiussches Integral).

Bei einer quasistatischen Zustandsänderung lässt sich die differentielle Entropieänderung allgemein in der Form

 schreiben. Dabei bedeuten U die innere Energie, V das Volumen, N_i die Teilchenzahl der i-ten Komponente, x_a die äusseren Parameter, T die absolute Temperatur, X_a die verallgemeinerten Kräfte und m_i das chemische Potential der i-ten Komponente. Der wichtigste äussere Parameter ist das Volumen V, die zugehörige verallgemeinerte Kraft ist der negative Druck p. Um die Entropieänderung berechnen zu können, benötigt man noch die thermischen Zustandsgleichungen X_a = X_a(T,x₁,...,x_n), a = 1,...n und die kanonische Zustandsgleichung U = U(T,x₁,...,x_n).