Рассмотрите вначале упрощенный случай замкнутой системы, состоящей из двух подсистем с разными температурами. Покажите, что в процессе выравнивания температур энтропия возрастает (для этого нужно воспользоваться тем, что энтропия - это функция состояния). Общий случай можно представить как предел системы, разбитой на множество подсистем, между которыми последовательно происходит теплообмен. В каждом случае энтропия нарастает, значит процесс необратимый.
В задаче не указано, какой именно рассматривается газ, поэтому не понятно какое уравнение состояния имеет место быть. Так же процесс не квазистатический, поэтому первое начало термодинамики не записывается в полных дифференциалах. Как тогда выразить энтропию? Может не стоит отдельно искать ее для каждого из состояний, а попробовать найти выражение для разности энтропии и с нулем сравнивать?
