Закон термодинамики нулевой

С понятием температуры тесно переплетается (и часто путается) понятие теплоты. Из повседневного опыта известно, что для нагревания одних веществ требуется больше тепла, чем для других, однако непосредственно не очевидно, почему это так. Тем не менее при достаточной проницательности на основании повседневного опыта можно сделать ряд весьма фундаментальных выводов относительно теплового поведения вещества эти выводы включают законы термодинамики. Нулевой закон, названный так потому, что он был сформулирован после первого и второго законов, касается состояния тел, приведенных в тепловой контакт друг с другом. Чтобы ясно понять, что это значит, прежде всего необходимо уточнить ряд понятий. Приведенные ниже определения хотя и не являются строгими, позволяют нам сделать несколько общих замечаний о смысле температуры и теплового поведения веществ, которые полезны при введении в термометрию. Более подробное обсуждение основ теплофизики читатель может найти в монографиях по термодинамике и статистической механике, указанных в списке литературы к данной главе. [c.12]

Приведенные рассуждения способствуют дальнейшему разъяснению точки зрения, высказанной в разд. 1-9 и касающейся вывода уравнения Бернулли на основании первого закона термодинамики, который часто встречается в руководствах по гидродинамике. На самом деле, если предположить справедливость реологического уравнения состояния (1-9.1), то диссипативный член т Vv обращается в нуль, т. а. в идеальных жидкостях не происходит диссипации энергии. Если первоначально принять это положение как интуитивное, то можно прямо записать уравнение (1-10.14) с нулевым последним членом в правой части и вычесть его из уравнения баланса энергии (1-10.13). Разумеется, при этом получим уравнение (1-10.6) (с V V. х = 0), т. е. уравнение Бернулли. Очевидно, что при таком подходе принимается предположение, что в некоторой точке вдоль линии тока нет диссипации. Несмотря на это, указанный подход имеет столь глубокие традиции, что используется всюду в гидромеханике ньютоновских жидкостей, хотя он не только логически небезупречен, но даже приводит к неправильным результатам ). [c.52]

Уточнив основные понятия, можно теперь перейти к формулированию главного для термометрии закона — нулевого закона термодинамики [c.14]

СКОЛЬКИХ параметров состояния. Например, тепловое состояние идеального газа определяется лишь двумя такими параметрами давлением Р и молярным объемом Ущ- Отсюда и из нулевого закона термодинамики следует, что эти параметры состояния и температура должны быть связаны функциональной зависимостью. Можно записать [c.15]

Отмеченные трудности устраняются, если для исследуемой системы можно использовать третий закон термодинамики. Этот закон целесообразно формулировать В виде следующих двух взаимосвязанных положений. При нулевой абсолютной [c.56]

В основе данного пособия лежит изложение классической термодинамики на основе I, II и III законов термодинамики. Вводится представление о нулевом законе , позволяющем дать понятия о температуре и термическом равновесии. Во втором издании (первое вышло в 1974 г.) при рассмотрении закона термодинамики [c.446]

Основываясь па втором законе термодинамики, можно вычислить лишь разности энтропий в двух состояниях или относить величину энтропии к некоторому состоянию, произвольно выбранному за нулевое. Для воды и водяных паров за нулевое состояние энтропии принимается состояние воды, соответствующее тройной точке. [c.54]

Согласно (19), энтропия может изменяться двумя путями 1) изменение энтропии за счет внешнего притока тепла и вещества, что выражается первым членом правой части уравнения, который содержит тепловой и диффузионный потоки, описываемые уравнением (20) 2) изменение энтропии за счет внутреннего прироста ст. Этот прирост энтропии, который определен вторым членом в правой части уравнения (19), является положительным (или нулевым). Согласно второму закону термодинамики, он (прирост) является мерой необратимости процессов, имеющих место внутри системы. (В частности, он не наблюдается при термодинамическом равновесии). Как видно из выражения (21), прирост энтропии складывается из пяти компонент, из которых первая возникает от теплообмена, вторая — от диффузии вещества и три других —от вязкого потока. Каждый член является произведением потока (потока тепла, диффузионного потока J., компонентов тензора давления вязкости) и так называемой термодинамической силы" (градиент температуры, градиент химического потенциала, градиент скорости). Здесь можно положить, что первые два потока и термодинамические силы являются векторами (полярными), третий член содержит скаляры, четвертый—симметричные тензоры с нулевым следом и пятый-—аксиальные векторы. Далее увидим, что (см. 6) последние три члена из (21) связаны с объемной вязкостью,, вязкостью сдвига и вязкостью вращения соответственно. [c.9]

Нулевой закон термодинамики гласит, что [c.182]

Второй закон термодинамики часто, хотя и совершенно незаслуженно, окружается неким мистическим ореолом, который теперь должен быть развеян путем перевода этого закона на роль подчиненного закону устойчивого равновесия, следствием которого он является. Ни одна другая важная отрасль науки не держалась на столь большом числе недоказанных постулатов, представленных в форме так называемых нулевого, первого и второго законов, и то обстоятельство, что в настоящее время термодинамическая наука не нуждается в такого рода подпорках, должно вызывать лишь удовлетворение. [c.14]

Понятие теплового равновесия (нулевой закон термодинамики) [c.12]

Нулевой закон термодинамики (закон транзитивности теплового равновесия). Если системы Ап В находятся в тепловом равновесии и системы В II С находятся в тепловом равновесии, то системы А и С также находятся в тепловом равновесии между собой [c.12]

Этот эмпирический закон называется нулевым законом термодинамики. [c.12]

Рассмотреть совокупность систем А, В, С,. . ., термически равновесное состояние каждой из которых определяется давлением р и удельным объемом V. Доказать, что в соответствии с нулевым законом термодинамики для каждой системы суш,ествует характеристическая функция (Р7 ) , причем условием теплового равновесия между системами (например, А и В) является равенство этих функций (например, 9 = 0в) (теорема существования температуры). При этом следует воспользоваться эмпирически установленным фактом существования функционального соотношения между независимыми параметрами двух систем, находящихся в равновесии. [c.48]

Согласно нулевому закону термодинамики, А и С также находятся в равновесии, тогда из (1) и (2) следует, что должно иметь место соотношение [c.68]

Идентичность функций в (5) и (6), /2 в (6) и (7) и /3 в (5) и (7) следует из нулевого закона термодинамики.] Если теперь ввести величину [c.68]

Если говорить об истории вопроса, то эта теорема была выведена из целого ряда экспериментальных фактов и поэтому представляет собой, как и другие законы термодинамики, эмпирически установленный принцип. Вместе с нулевым, первым и вторым законами он образует систему основных аксиом, на которых покоится логическая схема термодинамики. [c.150]

Непрерывности уравнение 65 Нулевой закон термодинамики 12. 48, 68 [c.301]

Нулевой закон термодинамики гласит, что любая изолированная термодинамическая система имеет по крайней мере одно естественное состояние, в котором может находиться неограниченно долго. [c.65]

Термин течение (или движение) используют для обозначения мгновенного или непрерывного изменения конфигурации сплошной среды. В соответствии с нулевым законом термодинамики каждое сплошное тело имеет хотя бы одно естественное состояние. Характерным свойством текучих сред, которое можно считать определяющим для жидкости, является то, что они имеют несчетное множество естественных состояний. В качестве постулата принимают, что все состояния, для которых плотность массы совпадает с исходной, являются естественными состояниями. Поэтому одним из аргументов определяющих термодинамических функций — активных переменных — принимают якобиан J = dV/dVo = ро/Р, характеризующий относительное изменение объема (или плотности массы) при течении жидкости в окрестности рассматриваемой точки. Отметим, что здесь и далее понятие жидкость включают в себя как истинные жидкости, так и газы. Отличие газа от истинной жидкости состоит в том, что его частицы (атомы или молекулы) весьма слабо связаны между собой силами взаимодействия и движутся хаотически, заполняя весь предо ставленный им объем. Истинная жидкость сохраняет свой объем при отсутствии внешних воздействий и может иметь свободную поверхность (границу между истинной жидкостью и газом). [c.114]

Положение о существовании температуры как особой величины, характеризующей состояние равновесной системы, называется нулевым законом термодинамики. [c.20]

МО от различия или равенства их внешних параметров (свойство транзитивности термодинамического равновесия). Из этого следует, что состояние термодинамического равновесия системы определяется не только ее внешними параметрами, но и еще одной величиной, характеризующей состояние внутреннего движения системы. Эта величина, имеющая одно и то же значение для всех систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, называется температурой. Положение о существовании температуры как особой функции состояния равновесной системы называется нулевым законом термодинамики. [c.21]

Понятие температуры можно ввести на основе следующего экспериментального факта. Соединим два теплоизолированных тела / и 2 с помощью диатермической стенки с телом 3. После установления равновесия отделим тело 3 от тел 1 и 2, которые соединим между собой диатермической стенкой. Говорят, что тела 1 п 2 находятся в тепловом равновесии, если значения параметров при соприкосновении тел 1 и 2 остаются постоянными. Этот результат формулируется в виде принципа транзитивности (называемого также нулевым законом термодинамики), который гласит, что если два тела находятся в тепловом равновесии с третьим телом, то они находятся в равновесии между собой. Из принципа транзитивности вытекает, что для каждого тела существует взаимно однозначная функция независимых параметров состояния, называемая эмпирической температурой. Равные значения этой функции характеризуют тела, находящиеся во взаимном тепловом равновесии. [c.68]

Отождествление 5 с —кН также совместимо с третьим законом термодинамики [см. формулу (1.9)]. Из формулы (5.35) следует, что при нулевой температуре все системы ансамбля будут находиться в наинизшем состоянии, допустим а = О ). Это означает, что [c.213]

С понятием температуры мы связываем наши непосредственные представления, поскольку вследствие тепловых ощущений мы можем различать более теплые и более холодные предметы. Температура, однако, имеет значительно более общее значение, чем другие свойства тел, воспринимаемые нашими органами чувств, как, например, свет, плотность, агрегатное состояние и т. п. Если поместить различные тела с различными свойствами и неравной температурой в пространство с одинаковой температурой, заполненное жидкостью или газом и по возможности изолированное от внешних воздействий, т. е. в так называемый термостат, то по прошествии некоторого времени все тела, сохранив многие из своих индивидуальных свойств, примут температуру термостата и будут сохранять ее в течение длительного времени. В этом случае говорят о термическом равновесии, которое характеризуют равенством температур во всех частях системы. Этот факт следует из опыта и по предложению Фаулера в последнее время называется нулевым законом термодинамики (названия первый, второй, третий законы были даны уже ранее). [c.5]

Транзитивность теплового равновесия помимо постулата о температуре приводит еще к одному важному выводу. Он вытекает из того факта, что установление или нарушение теплового контакта между частями системы с одинаковыми температурами не изменяет их состояний, т. е. свойства каждой из частей системы не зависят от того, входит ли эта часть в объединенную систему или нет. Безразличие термически равновесной системы к тепловому контакту, учитывая постулат о взаимно однозначном соответствии энергии и температуры, можно считать доказательством того, что энергия всей равновесной системы равняется сумме энергий ее частей, т. е. аддитивна. Аддитивность энергий используется в термодинамике как исходная позиция для всех последующих выводов и, как видно, в неявном виде она присутствует уже в формулировке ее нулевого закона . [c.27]

Зависимость производной 8р/дТ)у от Г и К, как и само уравнение состояния p=p V, Т), нельзя определить исходя из первого и второго начал термодинамики. Поэтому на основании этих законов нельзя сделать однозначный вывод, что нулевая изотерма (Т=0) совпадает с адиабатой (8g = 0) или не совпадает. [c.348]

Закон теплового равновесия (нулевое начало термодинамики). Понятие теплового равновесия является одним из з лавнейших исходных термодинамических понятий. [c.11]

При бесконечной скорости имеет место равновесное течение, а при нулевой — замороженное. При равновесном течении термодинамические и газодинамические параметры определяются с привлечением соотношений термодинамики равновесных процессов Концентрации реагирующих компонент в таких течениях определяются из закона действующих масс энергия колебательных степеней свободы вычисляется по формуле Эйнштейна, парциальные давления конденсирующихся компонент — по уравнению Клапейрона — [c.41]

Еще более ограниченную область приложения имеет третий вакоп термодинамики, который объясняет поведение вещества при температуре, стремящейся к абсолютному нулю. Иногда к числу основных законов термодинамики относят еще один, так яшы-ваемый нулевой закон — закон о термическом равновесии между телами, имеющими одинаковую температуру. [c.11]

Совершенство машин нулевой работы (таких, как холодильник Электролюкс и силикагелевля адсорбционная машина также как обычная аммиачная абсорбционная машина) также как и для компрессорных машин ограничивается вторым законом термодинамики. Чтобы найти [c.139]

По мере того как мы, исходя из фундаментального закона устойчивого равновесия, будем глава за главой развивать понятия и теоремы, читатель увидит, что утверждения, получившие названия первого и второго законов термодинамики, принимают характер следствий и тем самым теряют право называться самостоятельными фундаментальнЪши законами . Кроме того, оказывается, что нет необходимости и в так называемом нулевом законе . Чтобы читателю было легче следить за логическим развитием длинной цепи идей, образующих фундамент термодинамической науки, мы будем строить генеалогическое древо термодинамики , показывая его рост в конце каждой главы. Это позволит более ясно представить логическую структуру нашей довольно абстрактной отрасли науки. [c.14]

Из опыта известно также, что если какое-либо тело находится в тепловом равновесии одновременно с двумя другими телами, то оба последних тела находятся также в тепловохм равновесии между собой. Это важное положение, иногда называемое нулевым законом термодинамики, дает принципиальную возможность сравнивать температуры различных тел путем приведения их в тепловое равновесие с каким-то определенным образом выбранным телом—термометром, по показаниям которого можно было бы судить о температуре. Для количественного выражения температуры должна быть установлена температурная шкала, которая давала бы возможность приписывать каждой температуре определенное численное значение. [c.21]

Поскольку параметры термодинамиче ского состояния системы отражают физическую структуру материала, вид связей в этих уравнениях может быть достаточно разнообразен. Однако несмотря на это они не могут быть произвольными вид каждого уравнения должен подчиняться основным принципам — взаимной связи, причинности, равноприсутствия, обьективности, локальности, затухающей памяти, допустимости, а также нулевому закону термодинамики. Наряду с этим должны выполняться законы сохранения и второй закон термодинамики. [c.64]

Будем использовать ту же систему обозначений, что и в гл. 2 и 3 примем во внимание модель, сконструированную выше. Величина Т(п) единственная новая величина, которая входит в формулировку первого закона термодинамики, так как инерционная сила, связываемая с ц, дает нулевой вклад (см. уравнение (6.2.9)), а не дает вклада в силу принципа действие-между континуумами равно противодействию . Работа, производимая Т( ), вычисляется в соответствии с правилом, что маг-нитное поле А, действующее на поле намагниченности Ж = рц, производит работу рА ц. [c.340]

В некоторых работах по классической термостатике понятие температуры вводится в связи с определением равновесного состояния системы. Если переменные состояния системы не зависят явно от времени и система сама по себе не стремится изменить свое состояние (т. е. изменения могут происходить только вследствие внешних причин), то говорят, что система находится в равновесии. Постулат, гласящий, что две системы, каждая из которых пребывает в равновесии с третьей системой, пребывают в равновесии и между собой, обычно называют нулевым законом термодинамики. Можно показать, что равновесие трех систем означает сзтцествование у них общей переменной состояния, называемой температурой. Любая из этих трех (или большего количества) систем может играть роль термометра, который показывает температуру на некоторой удобной, но произвольной шкале. См. Уэплз [1952]. [c.190]

Этот вытекающий из опыта закон называют иногда нулевым началом термодинамики (в отличие от первого и втозого начал). Значение этого закона заключается в том, что он приводит к выводу о существовании температуры как характеристики теплового равновесия системы. [c.11]

Фундаментальные законы, совокупность которых составляет аксиомы термодинамики, называются началами термодинамики. Не все эти законы одинаковы по своему физическому значению и общности однако они эквивалентны в том емысле, что каждый из них является независимой аксиомой, которая не может быть иеключена при поетроении термодинамики. По этой причине тепловую теорему Нернста, а возможно и условие взаимности Онза-гера, лежащее в оенове термодинамического описания неравновесных процессов, следует рассматривать как начала термодинамики и именовать таковыми к ним же, естественно, относится и рассмотренное в гл. 1 нулевое начало термодинамики. [c.26]

Учесть наличие физико-химических процессов можно приближенно, приняв скорости их протекания бесконечными или нулевыми, При бесконечной скорости имеет место равновесное течение, а при нулевой — замороженное. При равновесном течении термодинамические и газодинамические параметры определяются с привлечением соотношений термодинамики равновесных процессов. Концентрации реагирующих компонентов в таких течениях определяются из закона действующих масс, а энергия колебательных степеней свободы вычисляется по формуле Эйнштейна. Энтропия в этом случае сохраняется неизменной вдоль струйки тока, а из принципа максимальной работы в случае обратимых процессов следует, что равновесное течение является предельным течением, когда удается получить в выходном сечении сопла максимальный импульс, скорость истечения, температуру и максимальное давление по сравнению с любым другим процессом истечения в сопле заданной геометрии и с заданными параметрами заторлюженного потока. [c.250]

Учесть наличие физико-химических процессов можно прибли женно, приняв скорости их протекания бесконечными или нуле выми. При бесконечной скорости имеет место равновесное течение а при нулевой — замороженное. При равновесном течении термо динамические и газодинамические параметры определяются с при влечением соотношений термодинамики равновесных процессов Концентрации реагирующих компонент в таких течениях опреде ляются из закона действующих масс энергия колебательных степеней свободы вычисляется по формуле Эйнштейна, парпиаль-ные давления конденсирующихся компонент —по уравнению Кла- [c.190]

Ограничение на число N сверху в свете обсужденного нами обязательного свойства 2 термодинамических систем естественным образом связывается с тем обстоятельством, что системы существенно больших масштабов, чем лабораторные, т.е. системы макрокосмических масштабов (Вселенная и ее части), не имеют равновесного состояния и хотя бы поэтому (есть и другие причины) в целом термодинамическими системами не являются. Несмотря на то что методы статистической механики используются при рассмотрении некоторых частных задач астрофизики, аппарат статистической механики и термодинамики для таких систем в целом неприменим по самому его построению все используемые нами термодинамические представления и законы, в частности нулевое начало, установлены на основе многочисленных земных экспериментов для систем, которые мы называли макроскопическими, и попытки их экстраполяции на системы совершенно иного да носят характер скорее пробного теоретического эксперимента, чем на(учного поиска. [c.21]

Другая эквивалентная формулировка утверждает, что невозможно создать устройство, постоянно совершающее механическую работу за счет теплоты и преобразующее полученную механическую энергию обратно в тепло. Этот закон называется вторьпи началом термодинамики. Второе начало термодинамики отвергает также возможность получения энергии путем охлаждения тел ниже температуры окружающей среды. Таким образом, для того чтобы преобразовать теплоту в другой вид энергии (например, в механическую), нам нужно иметь нагреватель (котел) и конденсатор (холодильник). Чем больше разность температур в нагревателе и конденсаторе, тем большую долю тепла можно преобразовать в полезную работу. Если же эта разность будет равна нулю, то и количество произведенной работы окажется нулевым. [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...