В океане энергии

Величину, описывающую тепловые процессы и не зависящую от количества вещества, можно получить следующим образом. Сначала надо узнать, что произойдет с энтропией порции идеального газа, если сообщить этой порции дополнительную энергию. Ну что ж, ответить нетрудно. Увеличить энергию порции газа — это значит увеличить энергии отдельных молекул. Больше величина максимально возможной энергии каждой молекулы, боль» ше и количество различных значений, которые может принимать энергия этой молекулы. А раз больше количество различных значений — значит, больше статистический вес. При прочих равных условиях с увеличением энергии увеличивается энтропия.

Предположим теперь, что энергия некоторого объема газа увеличилась на АЕ, а энтропия при этом увеличилась на AS. Величину отношения Т= ^ называют абсолютной температурой, она показывает, насколько изменится энергия тела или системы, если известно, что энтропия изменилась на заданное значение.

Энергия — величина аддитивная. Если рассматриваемая система состоит из молекул, а в общем случае из каких-то частей, то энергия системы равна сумме энергий частей. В случае, когда энергия распределяется между частями равномерно, можно считать, что энергия системы равна некоторой средней энергии, приходящейся на одну часть, помноженной на количество частей. Все то же самое справедливо и для энтропии. Энтропия системы складывается из энтропии составляющих эту систему частей, и в случае равномерного распределения можно считать, что энтропия системы равна некоторой средней энтропии, приходящейся на одну часть, помноженной на количество частей. При равномерном распределении то же справедливо и для приращений энергии и энтропии соответственно АЕ и AS. Когда вычисляют АЕ

отношение-д^-, количества частей в числителе и знаменателе сокращаются. Величина отношения не зависит от количества частей.

Абсолютная температура Т и есть то, что мы искали,— термодинамическая величина, не зависящая от количества вещества. Поскольку энтропия — величина безразмерная, размерность температуры совпадает с размерностью энергии. Но говорить, что температура — то же самое, что энергия, например средняя энергия, приходящаяся на одну часть (молекулу), было бы неправильно. Температура — это величина, показывающая, насколько изменяется энергия при данном изменении энтропии. К сожалению, никакого более простого определения вридумать не удается.

Теперь вам ясно, почему мы начали эту главу с намека на то, что температура — понятие тонкое, и обращаться с ним надо с осторожностью? Мы готовы также ответить на вопрос, поставленный в разделе «Можно все, кроме того, что нельзя». Какова связь между выведенным в этом разделе соотношением и уравнением Клапейрона?