Второй закон термодинамики способен ответить на следующий вопрос.
У второго закона термодинамики есть множество формулировок, но сводятся они к одному и тому же.
Например:
Или
Исходя из постулата Клаузиуса доказывается теорема
Действительно, любой циклический процесс можно разбить на бесконечное количество циклов Карно.
Клаузиусом вводится формулировка функции состояния.
И затем доказывается теорема, относящаяся к любой природе.
Единица измерения энтропии Дж/К, также используется мольное значение энтропии с единицей измерения Дж/(К моль).
Более близки к химии следующие формулировки:
Что означает, что в равновесии энтропия максимальна и может только уменьшаться.
Что означает, что в самопроизвольных процессах энтропия увеличивается, в вынужденных процессах уменьшается, в обратимых остается постоянной.
В результате объединения этих выражений формируется неравенство Клаузиуса и неравенство, связывающее его с первым законом термодинамики.
Для удобства изменение энтропии разделяют на два слагаемых: на изменение внутренней энтропии и изменение внешней энтропии.
Если в системе нет обмена веществ и энергией, то первое слагаемое сводится к нулю и изменение энтропии будет зависеть лишь от изменение внешней энтропии.
Если все процессы системы протекают обратимо, то изменение внешней энтропии равно 0.
Отсюда выводятся фундаментальные, характеристические уравнения Гиббса:
Где показана связь между термодинамическими характеристиками.
Также можно вывести и другие уравнения, например, уравнение Гиббса-Дюгема:
Самое удобная на данный момент формулировка второго закона термодинамики для решения задач по химии: