На головну

Другий закон термодинаміки та його застосування до того, що теплота завжди переходить від більш нагрітого тіла до менш нагрітого.

  1. C) оптично менш щільною
  2. D) в межах санкції, що передбачає призначення особи, яка вчинила вказане дію (бездіяльність), більш суворого адміністративного покарання
  3. D) Температура тіла, нагрітого до яскравого світіння
  4. I. Електричний струм в рідинах. Електроліз. Закон електролізу. Застосування електролізу.
  5. I. Електричний струм в напівпровідниках. Власна і домішкова провідність, р-п перехід. Напівпровідникові прилади та їх застосування.
  6. IBM, а також тому, що ця компанія була найдосвідченішою в сфері надання телеком
  7. III. 2003 рік - початок нового періоду, набуття нової якості ПР-галузі.

Другий закон термодинаміки можна сформулювати якзакон зростання ентропії замкнутої системи при незворотних процесах: будь-який необоротний процес в замкнутій системі відбувається так, що ентропія системи при цьому зростає.

Можна дати більш коротке формулювання другого початку термодинаміки: в процесах, що відбуваються в замкнутій системі, ентропія не убуває. Тут істотно, що мова йде про замкнутих системах, так як в незамкнутих системах ентропія може вести себе будь-яким чином (спадати, зростати, залишатися постійної). Крім того, відзначимо ще раз, що ентропія залишається постійною в замкнутій системі тільки при оборотних процесах. При необоротних процесах в замкнутій системі ентропія завжди зростає.

Формула Больцмана дозволяє пояснити постулируемое другим початком термодинаміки зростання ентропії в замкнутій системі при незворотних процесах: зростання ентропії означає перехід системи з менш ймовірних в більш ймовірні стану. Таким чином, формула Больцмана дозволяє дати статистичне тлумачення другого закону термодинаміки. Воно, будучи статистичними законом, описує закономірності хаотичного руху великого числа частинок, що складають замкнуту систему.

S = k * ln (P),

k = R / N = 1,38 * 10-23 Дж / К,

де k - фундаментальна світова постійна Больцмана;

R = 8,31 Дж / (моль * К) - молярна газова стала;

N = 6,06 * 1023 моль-1 - число Авогадро;

Р - статистичний вага: число способів здійснення даного стану.

Параметр S - ентропія - служить мірою розсіювання енергії Всесвіту, а Р - характеризує будь-які самовільні зміни, ця величина відноситься до світу атомів, що визначають прихований механізм зміни.

Зазначимо ще два формулювання другого початку термодинаміки:

1) за Кельвіном: неможливий круговий процес, єдиним результатом якого є перетворення теплоти, отриманої від нагрівача, в еквівалентну їй роботу;

2)по Клаузиусу: неможливий круговий процес, єдиним результатом якого є передача теплоти від менш нагрітого тіла до більш нагрітого.

Можна досить просто довести (надамо це читачеві) еквівалентність формулювань Кельвіна і Клаузиуса. Крім того, показано, що якщо в замкнутій системі провести уявний процес, що суперечить другому початку термодинаміки у формулюванні Клаузіуса, то він супроводжується зменшенням ентропії. Це ж доводить еквівалентність формулювання Клаузіуса (а отже, і Кельвіна) і статистичної формулювання, відповідно до якої ентропія замкнутої системи не може зменшуватися.

У середині XIX ст. виникла проблема так званої теплової смерті Всесвіту. Розглядаючи Всесвіт як замкнуту систему і застосовуючи до неї другу гойдало термодинаміки, Клаузиус звів його зміст до твердження, що ентропія Всесвіту повинна досягти свого максимуму. Це означає, що з часом все форми руху повинні перейти в теплову. Перехід же теплоти від гарячих тіл до холодних призведе до того, що температура всіх тіл у Всесвіті зрівняється, т. Е. Настане повне теплове рівновагу і всі процеси у Всесвіті припиняться - настане теплова смерть Всесвіту. Помилковість висновку про теплової смерті полягає в тому, що немає сенсу застосовувати другий початок термодинаміки до незамкнутим системам, наприклад до такої безмежної і нескінченно розвивається системі, як Всесвіт.

Перші два начала термодинаміки дають недостатньо відомостей про поведінку термодинамічних систем при нулі Кельвіна. вони доповнюютьсятретім початком термодинаміка, аботеоремою Нернста - Планка: ентропія всіх тіл в стані рівноваги прагне до нуля в міру наближення температури до нуля Кельвіна:

Так як ентропія визначається з точністю до адитивної постійної, то цю постійну зручно взяти рівною нулю. Відзначимо, однак, що це довільне припущення, оскільки ентропія по своїй суті завжди визначається з точністю до адитивної постійної. З теореми Нернста - Планка слід, що теплоємності Ср и СV при 0 К дорівнюють нулю.

 



Модель ідеального газу | Теплові двигуни і холодильні машини. Паровий двигун, двигун внутрішнього згоряння, турбіна холодильник.

Стаціонарна течія ідеальної рідини. Рівняння Бернуллі. | В'язка рідина. Формула Стокса. Турбулентний і ламінарний плин. Число Рейнольдса. | Поверхневий натяг | Гармонійні коливання та їх характеристики. Швидкість і прискорення гармонійних коливань. Енергія гармонійний коливань. Способи графічного представлення коливань. | Гармонійний осцилятор. Власні коливання математичного, фізичного та пружинного маятника | Гармонійний осцилятор. Затухаючі коливання і їх характеристики. | Гармонійний осцилятор. Вимушені коливання, диференціальне рівняння вимушених коливань і його рішення. Резонанс. | Хвилі в пружною середовищі. Поперечні і поздовжні хвилі. Рівняння хвилі і основні характеристики. | Стоячі хвилі. Амплітуда стоячої хвилі. Вузли та пучности. Довжина стоячій хвилі. | Ефект Джоуля-Томпсона. Зріджування газів. Фазові переходи першого і другого родів. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати