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Entropia di generazione

  |   Chimica, Termodinamica

L‘entropia di generazione è la quantità di entropia prodotta in tutti processi irreversibili  come quelli di trasferimento di massa e di calore

Sulla base del primo principio della termodinamica se è erogato calore in un sistema esso non si trasforma tutto in lavoro ma parte di esso viene trasformato in altre forme di energia.

Si consideri un sistema contenente un gas libero di espandersi in un contenitore vuoto collegato ad un altro da una valvola. Quando quest’ultima è aperta il gas tenderà ad espandersi passando nel secondo contenitore e le molecole andranno ad occupare tutto il volume disponibile. E’ poco probabile che il sistema torni allo stato iniziale pertanto il processo è irreversibile.

Grado di disordine

In generale si può dire che un sistema isolato soggetto a trasformazioni spontanee tende verso il suo massimo stato di disordine. E’ stata quindi introdotta una grandezza detta entropia e indicata con il simbolo S data dal rapporto Q/T che esprime il grado di disordine di un sistema. Pertanto, secondo il secondo principio della termodinamica ogni trasformazione spontanea di un sistema isolato è irreversibile e porta a un aumento di entropia.

Se c’è un trasferimento di calore netto nel sistema l’entropia aumenterà mentre se il trasferimento di calore netto è fuori dal sistema l’entropia diminuirà.

Quando una trasformazione reale comporta uno scambio di calore, la variazione di entropia è superiore a quella che si avrebbe in una trasformazione reversibile. Pertanto

dS = δQ/T + δSgen

essendo δSgen ≥ 0

Il termine δSgen sempre positivo nel caso delle trasformazioni reali irreversibili, è dovuto alle irreversibilità interne al sistema come attriti, espansioni istantanee o miscelazione di fluidi. Pertanto il valore di S aumenta sempre, o per effetto degli scambi termici, o delle irreversibilità interne, e ciò accade anche nelle trasformazioni reversibili.

Il valore dell’entropia di generazione dipende dal processo e quindi non è una proprietà del sistema.