Теорема тепловая

Теорема теплового равновесия тел является весьма общим следствием постулата второго начала термостатики. В частности, утверждение об одновременном возврате в исходное состояние термически сопряженных тел / и // приводит к выводу, что к.п.д. обратимых тепловых машин не зависит от вида цикла и природы рабочего вещества, и вполне определяется лишь значениями температур внешних источников — нагревателя и холодильника (теорема Карно). [c.57]

Построения второго начала термостатики могут быть осуществлены по различным схемам (Н. И. Белоконь. Термодинамика . Госэнергоиздат, 1954), но обобщение любых построений на реальные равновесные процессы в принципе сводится к использованию теоремы теплового равновесия (следствие П1 постулата второго начала термостатики). [c.57]

Тела I я II возвращаются в исходное состояние одновременно (теорема теплового равновесия тел), поэтому каждое из слагаемых суммы отнесенных теплот (в) можно одновременно интегрировать по замкнутому контуру [c.59]

Весьма наглядным и вместе с тем строгим методом построения существования энтропии для реальных процессов может служить метод, предложенный проф. Н. И. Белоконем в 1954 г. на базе использования теоремы теплового равновесия тел. [c.78]

Теорема теплового равновесия тел гласит, что в равновесных круговых процессах двух термически сопряженных тел (t = t ,) образующих адиабатически изолированную систему (5i/ = B -l-= оба тела возвращаются в исходное состояние одновременно. [c.78]

При высоких температурах колеблющиеся атомы решетки могут рассматриваться как независимые беспорядочные центры рассеяния и поэтому вероятность рассеяния зависит от среднеквадратичной амплитуды решеточных колебаний X . Среднеквадратичная амплитуда гармонических колебаний пропорциональна Т. Таким образом, если пренебречь тепловым расширением, удельное сопротивление чистого металла в области высоких температур должно быть пропорционально Т. Действительно, для простого гармонического осциллятора с массой М на основании теоремы о равном распределении энергии по степеням свободы можно записать [c.193]

В начале XX в. два начала термодинамики были дополнены еще одним опытным положением, получившим название тепловой теоремы Нернста. Эта теорема позволяет определить свойства тел при очень низких температурах, используется, главным образом, в химической термодинамике и имеет ограниченное применение. [c.9]

Доказательство теоремы Кирхгофа основано на втором законе термодинамики, по которому тепловое равновесие, установившееся в замкнутой системе, не может быть нарушено простым обменом теплоты между частями системы. [c.404]

Термодинамика возникла из потребностей теплотехники . Развитие производительных сил стимулировало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. французским физиком, инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения , устанавливающим основные положения материализма. Закон сохранения и превращения энергии имеет как количественную, так и качественную стороны. Количественная сторона закона сохранения и превращения энергии состоит в утверждении, что энергия системы является однозначной функцией ее состояния и при любых процессах в изолированной системе сохраняется, превращаясь лишь в строго определенном количественном соотношении эквивалентности из [c.10]

В первом сочинении по термодинамике, опубликованном С. Карно в 1824 г., была поставлена и решена проблема возможного повышения коэффициента полезного действия тепловых двигателей. Относительно к.п.д. тепловых машин Карно установил две теоремы, которые совместно эквивалентны второму началу термодинамики. Докажем эти теоремы, исходя из второго начала. [c.77]

Продолжая работать над экспериментальным и теоретическим обоснованием тепловой теоремы, В. Нернст в 1912 г. из рассмотрения цикла Карно сделал вывод о недостижимости О К. Доказывал он это следующим образом . [c.163]

Теорема Карно указывает путь повышения КПД тепловых машин. Она сыграла руководящую роль в развитии основ теплотехники. Хотя 1НИ одна применяемая в технике тепловая машина не работает по циклу Карно, значение этого цикла состоит в том, что oiH имеет наибольший КПД по сравнению с циклами, работающими в тех же температурных пределах, и является мерой КПД всех других циклов ( ). [c.69]

Тепловая теорема Нернста [c.220]

Имеется другой путь нахождения значения К, путь чисто аналитический, основанный на тепловой теореме Нернста, называемой третьим законом термодинамики. [c.220]

Эти уравнения дают возможность исключить константу интегрирования и получить зависимость = / (Т) аналитическим путем. Уравнение (19.19) математически выражает тепловую теорему Нернста. На основе этой теоремы можно утверждать, что [c.220]

Этот результат, являющийся обобщением ряда опытных данных и не вытекающий непосредственно из первого или второго начала термодинамики, составляет содержание тепловой теоремы Нернста. [c.85]

Отметим в заключение, что идеальные газы не удовлетворяют тепловой теореме Нернста. Действительно, для идеального газа производная др/дТ)у, равная R/v, при Т = О не обращается в нуль, как это должно было бы быть согласно тепловой теореме. Точно так же разность теплоемкостей Ср и Су равняется при Г = О не нулю, как этого требует тепловая теорема, а газовой постоянной R. Несоответствие свойств идеальных, т. е. сильно разреженных, газов тепловой теореме связано с неприменимостью уравнения Клапейрона—Менделеева при низких температурах. Вблизи абсолютного нуля разреженные газы подчиняются не уравнению Клапейрона—Менделеева, а более сложному уравнению состояния, учитывающему квантовые эффекты ( вырождение газа). [c.88]

По существу этот вывод представлял собой исторически первую формулировку второго начала термодинамики. Таким образом, исследование Карно знаменовало собой рождение новой физической теории—теории теплоты, или термодинамики. Но работа Карно содержала нечто большее, чем просто описание нового физического принципа. Она включала также конкретные результаты, полученные на основе этого общего принципа, в частности блестящее доказательство независимости к. п. д. обратимой машины от природы рабочего тела, известное теперь под именем теоремы Карно. Другим важным выводом из исследования Карно явилось доказательство того факта, что к. п. д. обратимого теплового двигателя является верхним пределом эффективности действия двигателя вообще. [c.153]

Открытие третьего начала термодинамики связано с именами Нернста (1906 г.) и Планка, который придал первоначальной формулировке тепловой теоремы Нернста наиболее общую современную форму. Сам Нернст рассматривал тепловую теорему как новый закон природы, т. е. как одно из начал термодинамики. [c.155]

Исторически открытие второго начала термодинамики связано с анализом работы тепловых машин и доказательством С. Карно (1824 г.) теоремы о независимости к. п.д. тепловых машин, работающих по циклу Карно, от вида рабочего тела (см. 15). Многолетняя практика установила определенные закономерности превращения теплоты в работу и работы в теплоту. Из определений понятий теплоты и работы (см. 2) следует, что эти две основные формы передачи энергии не равноценны. Если работа может быть непосредственно и полностью превращена в теплоту (например, при трении или элект- [c.55]

Вывод о существовании энтропии 5 и абсолютной температуры Т как термодинамических функций состояния любых тел составляет основное содержание второго начала термодинамики (по терминологии Н. И. Белоконя — второго начала термостатики). Математическое выражение в форме равенства 6Q= 8Q +6Q = TdS распространяется на любые процессы — обратимые и необратимые. В качестве постулата для вывода этого закона может быть использовано утверждение, что температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена между телами, т. е. между телами и элементами тел, не находящимися в тепловом равновесии, невозможен одновременный и самопроизвольный (по балансу) переход теплоты в противоположных направлениях — от тел более нагретых к телам менее нагретым и обратно [7]. Из этого постулата вытекает ряд важных следствий о невозможности одновременного осуществления полных превращений теплоты в работу и работы в теплоту (следствие 1), о несовместимости адиабаты и изотермы (следствие 2), теорема о тепловом равновесии тел (следствие 3) [7]. [c.57]

Рис. 5.7. К выводу теоремы Карно. А и Б — циклы тепловых двигателей с различными рабочими телами

Из тепловой теоремы Нернста следует, что вблизи абсолютного нуля теплоемкости с , с,, и коэффициент теплового расширения обращаются в ноль. Это вытекает из постоянства энтропии в области Т - 0, вследствие чего обращаются в ноль все ее частные производные. [c.105]

В каком бы состоянии (жидком или твердом, в виде чистого вещества или химического соединения) ни существовало вещество, энтропия его согласно тепловой теоремы Нернста при Г 0 имеет одно и то же значение (если вещество в каждом из этих состояний находится в термодинамическом равновесии). В частности, при Т О энтропии любого вещества в жидком и твердом состояниях равны между собой, а энтропия смеси, состоящей из 1 кмоль вещества А и 1 кмоль вещества В, равна энтропии 1 кмоль их химического соединения АВ. [c.105]

В заключение следует отметить, что идеальные газы не удовлетворяют тепловой теореме Нернста. Действительно, [c.109]

Теоремы подобия 336, 338 Тепловая теорема Нернста 255 Тепловой поток 263 Теплоемкость удельная 10 [c.460]

Неймана — Коппа правило 56 Нейтронное облучение 179 Нернста теорема тепловая 117 Никель 140, 369, 448 [c.476]

Следствие III (теорема теплового равновесия тел). В равновесных круговых процессах двух термически сопряженных тел Ь=1п), образующих адиабатически изолированную систему ЬQ = ЬQI + ЬQII = Q), оба тела возвращаются на исходные адиабаты и в исходное состояние Одновременно. [c.56]

Напоминаем читателю, что формула (8.35) была получена применением к равновесному тепловому излучению законов термодинамики и теоремы Больцмана о равнораспределении энергии по степеням свободы. Очевидно, что полученные соотнопшния удовлетворяют термодинамической формуле Вина (8.6). Для [c.422]

Физическая основа теоремы Нернста состоит в том, что при достаточно низких температурах существующий в системе беспорядок устраняется иод влиянием сил взаимодействия между элементарными частицалш. Это происходит в области температур, в которой энергия взаимодействия Е сравнима с тепловой энергией кТ. Следовательно, можно ввести характеристическую температуру Н порядка Elk, соответствующую переходу системы в новую упорядоченную фазу или состояние. При Г=0 наблюдается крутой наклон на верхней из кривых, изображенных на фиг. 2, а в теплоемкости при постоянном внешнем параметре (равной TdS/dT) наблюдается четко выраженный максимум. [В случае перехода первого рода на (6 —Г)-кри-вых имеет место разрыв непрерывности и, следовательно, скрытая теплота.) При температурах много ниже 0 энтропия очень слабо зависит от внешнего параметра, и вещество теряет свою эффективность в качестве рабочего вещества охладительного цикла. [c.422]

Исторически термодинамика возникла из потребностей теплотехники. Развитие производительных сил стимулиров.ало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. в первом сочинении по термодинамике французским физиком и инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения . [c.9]

Кроме этих двух основных законов, важное, хотя и более ограниченное значение, имеют тепловая теорема третье начало термодинамики), определяющая чиатенное значение важнейшей термодинамической функции тела — энтропии — в состоянии равновесия при температуре абсолютного нуля, и условие взаимности, составляющее базу термодинамики неравновесных (необратимых) процессов. [c.7]

Соотношение (2.43) указывает на возможность определения температуры путем измерения теплот Q и Q по существу это соотношение представляет собой новое определение температуры и температурной шкалы. В самом деле, величина ф (Г) выражает отношение теплот Q]/Q в тепловом двигателе, который работает между температурами Г и Г . Согласно теореме Карно функция ф (Г) не зависит ни от устройства теплового двигателя (или машины), ни от природы рабочего тела кроме того, она монотонно возрастает с температурой Г. Поэтому если между температурой Г и стандартной температурой Г осуществлен двигатель Карно, то отношение измеренных в опыте значений С) и Ос даст нам величину, зависящую только от Г и поэтому являющуюся мерой температуры тела, служащего источником теплоты. В частности, это отно- [c.52]

Этим трем основным стадиям должна предшествовать труд-нонаблюдаемая ) стадия образования звезд. Считается, что звезды рождаются группами в протяженных газово-пылевых облаках вследствие гравитационной неустойчивости однородного распределения материи места случайного увеличения плотности облака становятся (из-за нарушения гравитационного равновесия) центрами, к которым вещество стекается, — центрами гравитационной конденсации вещества. Они и являются зародышами будущих звезд. Стадия образования звезды — стадия гравитационного сжатия — является сложным и пока еще не до конца понятым периодом ее эволюции. Мы остановимся здесь только на конечных результатах процесса гравитационного сжатия. В процессе сжатия температура звезды, точнее протозвезды, должна постепенно увеличиваться. Количественную оценку степени разогревания звезды можно получить из теоремы вириала. Согласно этой теореме у звезды, находящейся в механическом равновесии, средние по времени энергия епл теплового движения и гравитационная энергия Vg связаны соотношением [c.601]

Величина Qp рассмотрена в 11-1, где показано, как с помощью тепловых эффектов реакций образования удается построить единую систему подсчета Qp для любых реакций. Таким образом, для нахождения АФ необходимо иметь возможность определить Л5 . Используемая в обычной термодинамике схема расчета энтропий, при которой начало отсчета энтропии любого вещества выбирается произвольно, естественно, для химически реагирующих систем неприменима. Произвол в начале отсчета эн гропии устра-. няется теоремой Н е р н-ста или третьим законом термодинамики, который в формулировке Планка утверждает, что энтропии всех конденсированных веществ при температуре абсолютного нуля обращаются в н у л ь [c.235]

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (см. рис. 3.4). Однако при доказательстве теоремы Карно используется лишь факт наличия изотерм, связанных с горячим и холодным источниками теплоты. Процессы Ьс и йа, вообще говоря, не обязательно должны быть адиабатными. Можно, например, отобрать часть теплоты в процессе расширения Ьс, это позволяет уменьшить максимальный объем цикла V . Отобранную теплоту можно подвести к рабочему телу в процессе сжатия с1а, уменьшив тем самым количество затрачиваемой на сжатие работы. Такое внутреннее перераспределение теплоты в цикле, не затрагивающее внешние источники, называют регенерацией, а сам цикл—регенеративным. Если неаднабатные процессы Ьс и с1а обратимы, то термический КПД регенеративного цикла равен КПД цикла Карно и определяется по формуле (3.10). Поэтому теорему Карно формулируют и так любой обратимый тепловой двигатель, работающий с источниками теплоты, имеющими температуры Г и Гд, обладает термическим КПД т1о = 1—(Г2/Г1). [c.53]

Проводя экспериментальное исследование поведения величин AG и АН при низких температурах, Нернст пришел к выводу, что и кривая AG = AG T) имеет при Т- 0 горизонтальную касательную, т. е. (dAGjdT ) = 0. Это утверждение составляет основное содержание тепловой теоремы Нернста, которая справедлива для конденсированных сред и исторически представляет собой первую формулировку третьего закона терлюдинамики. [c.255]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...