ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обратимость из "Термодинамика для инженеров " Перед удалением перегородки в сосуде объем, относящийся к компоненту А, был равен и , а объем, относящийся к компоненту В, был равен Ид. После удаления перегородки объем, относящийся к каждому компоненту, стал равен общему объему изолированной системы V. Таким образом, объем, соответствующий обоим компонентам, увеличится при удалении перегородки и d п V для обоих компонентов будет положительным. Следовательно, удаление перегородки приводит к увеличению произведения и газы будут самопроизвольно смешиваться с образованием гомогенной смеси во всем объеме системы. [c.193] Вышеприведенные выводы, относящиеся к самопроизвольным изменениям, применимы только к изолированным системам. На практике большинство наблюдаемых систем не являются изолированными, и поэтому важно определить изолированную систему, прежде чем применять к ней концепции второго закона термодинамики. Вообще изолированную систему обычно определяют как рассматриваемую систему плюс окружающую ее среду. Окружающая среда обычно включает в себя источник теплоты для получения и отдачи энергии в форме теплоты и источник работы, содержащий устройства для получения и отдачи энергии в форме работы. Земная атмосфера может быть рассмотрена как источник теплоты и как источник работы. [c.194] Рассмотрим цилиндр с газом как систему, окруженную источниками теплоты и работы. Этот цилиндр и источники вместе составляют изолированную систему, к которой применимы концепции второго закона термодинамики. [c.194] Например, цилиндр с идеальным газом при давлении 10 атм и комнатной температуре представляет собой рассматриваемую систему, окруженную атмосферой с давлением в 1 атм и при комнатной температуре. Как показано в примере 1 (стр. 199), самопроизвольное расширение от 10 атм до 1 атм может происходить разными путями с различными количествами теплоты и работы, обмениваемыми цилиндром и окружающей средой для каждого пути. [c.194] Так как конечное состояние идеального газа внутри цилиндра одинаково для всех путей, то изменение в числе способов осуществления начального и конечного состояния газовой системы будет одно и то же для каждого отдельного пути. [c.194] Вследствие получающихся астрономических величин для изменения W более удобно рассчитывать термодинамические процессы в функции энтропии. [c.195] Все изменения энтропии в окружающей среде отрицательны, так как теплота передается от окружающей среды газовой системе. [c.195] Общее изменение энтропии для изолированной системы из газа плюс окружающая среда показывает, что для полностью обратимого пути е изменение общей энтропии изолированной системы равно нулю. Для полностью обратимого процесса общее число способов осуществления состояния изолированной системы одно и то же и в начале и в конце процесса. Хотя Wg газа в цилиндре увеличивается в 10 -о2-ю раз, для окружающей среды уменьшается во столько же раз, так что произведение WgW для полностью изолированной системы остается постоянным. [c.195] Для всех необратимых процессов энтропия и общее число способов осуществления состояния изолированной системы увеличиваются. Для этих путей для окружающей среды уменьшается в меньшее число раз, чем Wg возрастает, так что произведение изолированной системы возрастает. [c.196] В этом примере принято, что температуры системы и окружающего пространства одинаковы. Если в окружающей среде температура выше, чем в газовой системе, изменение энтропии для окружающего пространства будет менее отрицательным, чем значение, приведенное выше. Это приводит к более положительному общему изменению энтропии для изолированной системы газ плюс окружающая среда даже на стадии е изменение общей энтропии будет положительным. Это показывает, что переход теплоты из области высокой температуры в область низкой — необратимый процесс. [c.196] Вернуться к основной статье