¿Cómo se calcula el cambio de entropía para un proceso no cuasiestático?

Entiendo que la entropía es una función de estado, pero el cambio en la entropía de hecho depende del proceso de a-->b. Entiendo la derivación de la entropía donde

S 2 − S 1 = norte C v en ⁡ T 2 T 1 + norte R en ⁡ V 2 V 1
pero esto requiere que el proceso sea cuasiestático. ¿Hay alguna forma de esta ecuación que se aplique a procesos no cuasiestáticos?

Esa ecuación que mencionaste se puede usar entre dos estados de equilibrio de un gas ideal, incluso si el proceso entre esos estados no fue cuasiestático. Un ejemplo sería la expansión libre del gas.

Respuestas (2)

RECETA PARA DETERMINAR EL CAMBIO DE ENTROPÍA PARA UN PROCESO IRREVERSIBLE

  1. Aplicar la Primera Ley de la Termodinámica al proceso irreversible para determinar el estado de equilibrio termodinámico final del sistema

  2. Olvídese por completo del proceso irreversible real (ya no sirve) y céntrese exclusivamente en los estados de equilibrio termodinámico inicial y final. Éste es el paso más importante.

  3. Diseñe un camino reversible entre los mismos dos estados de equilibrio termodinámico (puntos finales). Este camino reversible no tiene que tener ninguna semejanza con el camino del proceso irreversible real. Por ejemplo, incluso si el proceso irreversible real es adiabático, el camino reversible que diseñe no tiene que ser adiabático. Incluso puede separar varias partes del sistema entre sí y someter a cada una de ellas a un camino reversible diferente, siempre que todas terminen en sus estados finales correctos. Además, hay un número infinito de procesos reversibles que pueden llevarte del estado inicial al estado final, y todos darán exactamente el mismo valor para el cambio de entropía. Así que trate de idear un camino con el que sea fácil trabajar (es decir, para el cual sea fácil aplicar el paso 4).

  4. Para el camino reversible seleccionado, evalúe la integral de dq/T desde el estado inicial hasta el estado final, donde dq es la cantidad incremental de calor agregado al sistema a lo largo de la secuencia de cambios que comprende el camino reversible. Este será su cambio de entropía S. Es decir, Δ S = ∫ d q r mi v T , donde el subíndice rev se refiere al camino reversible.

PARA VARIOS EJEMPLOS FUNCIONADOS DE LA APLICACIÓN DE ESTE PROCEDIMIENTO A PROCESOS IRREVERSIBLES ESPECÍFICOS, VEA EL SIGUIENTE ENLACE: https://www.physicsforums.com/insights/grandpa-chets-entropy-recipe/

Para los procesos generales de no equilibrio no existe tal relación, ya que la entropía final puede fluctuar sobre las repeticiones del proceso. Para decirlo de otra manera, cada vez que realice el experimento, puede intercambiar diferentes cantidades de entropía con el baño de calor, por lo que la entropía final puede no ser la misma.

El concepto equivalente en la termodinámica del no equilibrio son los diversos teoremas de fluctuación, de los cuales el teorema de fluctuación de Crooks es un ejemplo, y un corolario de esto es la igualdad de Jarzynski .

Tome la expansión libre de un gas, por ejemplo. Ese es un proceso no cuasiestático, cada estado no está en equilibrio con el estado anterior. El Δ S que @Dragonbeast mencionó todavía se puede usar en tal caso.
Sin embargo, la ecuación no se aplica a los procesos generales de no equilibrio.
Si los estados inicial y final de un gas ideal son estados de equilibrio termodinámico y la masa del gas es constante, la ecuación escrita por el OP es independiente de la ruta del proceso y, de hecho, se aplica a los procesos generales de no equilibrio. La entropía es una función de estado y depende solo de los dos puntos finales. Apoyo el comentario de @Drew.
¡No creo que se haya dicho nada contrario a eso! Pero OP no dijo que los estados final y final son estados de equilibrio, por lo que no asumí que fuera así.
¿Cómo se calcula el cambio de entropía para un proceso no cuasiestático?
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