Адиабатически изолированная система

Предмет исследования обобщенно называют в термодинамике системой. Это любой макроскопический материальный объект, выделенный из внешней среды с помощью реально существующей или воображаемой граничной поверхности. Системой может быть изучаемый образец вещества, электромагнитное поле в ограниченном пространстве, тепловая машина и т. д. Если возникнет необходимость детализировать внутреннее строение системы, рассматривают ее макроскопические части — подсистемы. Система — это модель реального объекта исследования, отражающая его существенные для термодинамики качественные и количественные признаки. Так, способ передачи энергии через граничные поверхности задается в виде качественной характеристики — определенных ограничений на пропускную способность этих поверхностей. Если система не может обмениваться с внешней средой энергией, то ее называют изолированной, если же веществом — то закрытой. В адиабатически изолированной системе невозможен теплообмен с внешней средой, в механически изолированной — работа. Систему, которая может обмениваться с окружением веществом, а следовательно, и энергией, называют открытой системой. С той же целью, указать способ обмена энергией и веществом, применяют понятия теплового (термического), механических и диффузионных контактов. Открытая система имеет диффузионные контакты с внешней средой, а для изолированной любые контакты с ней невозможны. [c.10]

Если, однако, нет теплообмена с окружением, то, как видно из (5.1), работа такой адиабатически изолированной системы выражается через изменение функции состояния и, следовательно, не зависит от пути перехода систем из одного состояния в другое. [c.45]

Второй закон термодинамики утверждает, что суш,ествует аддитивная функция состояния термодинамической системы — энтропия. При обратимых процессах в адиабатически изолированной системе ее энтропия не изменяется, а при необратимых — увеличивается. В отличие от энергии значения энтропии изолированной системы зависят, следовательно, от характера происходящих в ней процессов в ходе релаксации энтропия изолированной системы должна возрастать, достигая максимального значения при равновесии. Выясним количественную меру энтропии, вытекающую из приведенной выше формулировки второго закона. [c.50]

Согласно второму закону при обратимых процессах энтропия адиабатически изолированной системы (dQ=0) не изменяется (dS=0). Поскольку все обобщенные координаты и/ считаются независимыми друг от друга, в адиабатически изолированных системах (6.25) может выполняться только при условии, что [c.54]

Если термодинамическая система не может обмениваться теплотой с другими системами (окружающей средой), то ее называют теплоизолированной или адиабатически изолированной системой. [c.10]

Согласно второму началу термодинамики изменение энтропии AS адиабатически изолированной системы не может быть отрицательным AS или равно нулю (при обратимом процессе), или больше нуля (при необратимом процессе). Поэтому [c.82]

Определим теперь полезную внешнюю работу, производимую адиабатически изолированной системой, которую составляет тело вместе с окружающей средой. [c.98]

Подставив в уравнение (3.6) значение — Т Si — S2) + р Vi — V ), равное, как было показано выше, U l — U l, убеждаемся, что максимальная полезная внешняя работа адиабатически изолированной системы равняется убыли внутренней энергии системы [c.98]

Величина Ls,v, max представляет собой максимальную полезную внешнюю работу адиабатически изолированной системы при обратимом изменении ее состояния, когда объем V и энтропия S системы сохраняют неизменное значение. [c.98]

Если полезная внешняя работа системы связана только с изменением объема, т. е. Цу) = 0, то 1 , у == 0, у = 0 и, следовательно, адиабатически изолированная система (при = 0 такая система является изолированной) никакой полезной внешней работы не производит. Поэтому для изолированной системы [c.100]

Условие (3.33) термодинамического равновесия относится, естественно и к адиабатически изолированным системам. Такие системы находятся в меха- [c.110]

Система, которая не может обмениваться теплотой с другими системами (окружающей средой), называется теплоизолированной, или адиабатически изолированной системой. Оболочка, через которую тепловое взаимодействие невозможно, называется адиабатической. [c.9]

При необратимом процессе конечное состояние адиабатически изолированной системы отличается от начального состояния большим значением энтропии. Следовательно, каждое из состояний адиабатически изолированной системы при необратимом процесс неравноценно любому другому ее состоянию. Последующее состояние является как бы более вероятным, чем предшествующее. При обратимом [c.109]

Согласно второму началу термодинамики изменение энтропии адиабатически изолированной системы AS не может быть отрицательным AS = О при обратимом процессе и AS > О при необратимом процессе. [c.127]

Вычислим полезную внешнюю работу, производимую адиабатически изолированной системой, которую составляет тело вместе с окружающей средой. Изолированная система имеет постоянный объем. Поэтому вся производимая ею полезная внешняя работа не связана с изменением объема. Подставив в уравнение (2.72) значение — Т (Si — [c.129]

S2) р V — V2), равное, как было показано выше, Ил — U 2, находим, что максимальная полезная внешняя работа адиабатически изолированной системы равна убыли внутренней энергии системы [c.129]

Условие (3.4) термодинамического равновесия относится, естественно, и к адиабатически-изолированным системам. Такие системы находятся в механическом взаимодействии с окружающей средой и характеризуются, как это видно из термодинамического тождества T6S = = 6/ — УЬр переменными У, р, S (изолированные системы характеризуются переменными U, V, S). Поэтому условие равновесия адиабатически изолированной системы целесообразно записать в виде [c.187]

Термодинамическую систему, которая не может обмениваться теплом с окружающей средой, называют теплоизолированной или адиабатически изолированной системой. Примером теплоизолированной системы является газ, находящийся в сосуде, стенки которого покрыты идеальной тепловой изоляцией, делающей невозможным теплообмен между заключенным в сосуде газом и окружающими телами. Такую идеальную теплоизолирующую оболочку называют адиабатической оболочкой. [c.9]

Иногда вытекающее из основного уравнения (3-45) уменьшение полезной внешней работы адиабатически изолированной системы с возрастанием энтропии системы из-за необратимости происходящих в ней реальных процессов связывают с якобы действующей в природе тенденцией всех процессов приводить к обесцениванию или деградации энергии. Согласно этой точке зрения во Вселенной, которая рассматривается как изолированная система, с течением времени энтропия возрастает и вследствие этого уменьшается возможность превращения теплоты в работу, или, другими словами, происходит деградация энергии. В результате этого Вселенная в конце концов должна достигнуть состоя- [c.97]

В случае необратимых процессов конечное состояние адиабатически изолированной системы, как мы убедились в 3-4, отличается от начального состояния большей величиной энтропии. Следовательно, каждое из состояний адиабатически изолированной системы при необратимом процессе неравноценно любому другому состоянию ее последующее состояние является как бы более вероятным, т. е. обладает большей вероятностью, чем предшествующее. При обратимых процессах конечное и начальное состояния соответствуют одному и тому же значению энтропии и являются в указанном смысле равноценными, т. е. равновероятными. С этой точки зрения энтропию системы можно считать мерой термодинамической вероятности данного состояния системы, а само содержание второго начала термодинамики рассматривать как утверждение о существовании меры этой термодинамической вероятности. Развивая эти общие соображения на основе представлений о молекулярной структуре вещества, можно, как это будет ясно из дальнейшего, более глубоко вскрыть физический смысл энтропии. [c.99]

Для адиабатической изолированной системы deS = 0 , следовательно, прирост энтропии всегда положителен [c.25]

Во-вторых, в адиабатически изолированной системе не только нельзя пройти в обратном направлении те состояния, которые система прошла в прямом направлении, но, более того, не существует никакого обходного пути, который позволил, бы вернуть систему в начальное состояние, если переход от начального состояния к конечному носил необратимый характер. Выше это обстоятельство было проиллюстрировано на примере спонтанного расширения и последующего сжатия газа в адиабатически изолированной Трубе. [c.43]

Приведем еще пример возрастания энтропии в адиабатически изолированной системе вследствие, вязких сопротивлений. [c.43]

Теперь, если (Е) + (М) изолированы, их движение будет развиваться совершенно определенным образом, так что и состояние термической части, и механические параметры будут иметь в каждое мгновение совершенно определенные значения. Для адиабатически изолированной системы весь процесс однозначно определяется начальным состоянием, а механические параметры нельзя задать произвольно как заданные функции времени. Когда часто говорят противоположное, то, вероятно, представляют себе, что к механическим системам, непосредственно связанным с термической, присоединяются другие механические системы (вводятся дополнительные силы , действующие [c.17]

Понятие энтропии впервые было введено в связи с тем, что она не меняется, когда в адиабатически изолированной системе изменения [c.65]

Существование равновесных процессов. При достаточно медлен ном изменении механических параметров адиабатически изолированной системы ее состояние меняется так, что она в каждый момент времени сколь угодно близка к равновесию, определяемому мгновенными значениями механических параметров и энергии. [c.96]

Принцип существования и возрастания энтропии. Любая термодинамическая система в любом состоянии полного или неполного равновесия имеет энтропию, величину, однозначно определяемую равновесным состоянием. Если система состоит из частей, сумма энергий которых равна энергии всей системы, и каждая из частей имеет энтропию, то энтропия всей системы равна сумме энтропий частей. Когда адиабатически изолированная система из состояния, энтропия которого определена, в результате взаимодействия своих частей и изменения механических параметров переходит в новое состояние, также имеющее энтропию, энтропия этого нового состояния не меньше, чем энтропия начального состояния. [c.96]

Уравнение (4-3) представляет собой основное соотношение между действительной и максимальной полезной внешней работой, имеющее самое общее значение. С его помощью по известным конечным значениям энтропий всех участвующих в процессе тел может быть определена разность между максимальной или теоретически располагаемой, полезной работой и действительно произведенной адиабатически изолированной системой работой, т. е. потеря работы из-за необратимости процесса. [c.82]

Вытекающее из уравнения (4-3) уменьшение полезной работы адиабатически изолированной системы с увеличением степени необратимости процессов, т. е. с возрастанием энтропии всей системы, иногда еще и теперь связывают с якобы действующей в природе тенденцией всех процессов приводить к обесцениванию или деградации энергии. Согласно этой точке зрения с ростом энтропии изолированной системы уменьшается возможность превращения теплоты в работу или, другими словами, происходит обусловленная вторым началом термодинамики деградация энергии системы, приводящая в конце концов к [c.82]

Наиболее общие условия равновесия вытекают из утверждения второго закона термодинамики о росте энтропии адиабатически изолированной системы при протекании в ней необратимых процессов. Если некоторое состояние такой системы характеризуется максимальным значением энтропии, то это состояние не может быть неравновесным, так как иначе при релаксации энтропия системы согласно вто рому закону возрастала бы, что не согласуется с предположением о ее максимальности. Следовательно, усл01вие максимальности энтропии изолированной системы является достаточным условием ее равновесности. [c.102]

Так же, ка к и, первое начало, второе начало термодинамики является обобщением данных опыта. Многолетняя человеческая практика привела к установлению определенных закономерностей превращения теплоты в работу н работы в теплоту (как общих для 0 бычных и необычных систем (см. 5), так и специфических для тех и других). В результате анализа этих закономерностей и было сформулировано второе начало в виде закона о существовании энтропии и ее неубывании при любых процессах в изолированных (или только адиабатически изолированных) системах. Для того чтобы прийти к такому выражению [c.40]

Поскольку тело вместе с окружающей средой представляют собой адиабатически изолированную систему, то уравнение (3.11) определяет также полезную внешнюю работу адиабатически изолированной системы при условии S == onst, р — onst. [c.99]

В частном случае адиабатически изолированной системы, в которой энтропия при установлении равновесия не меняется и имеет равновесное значение (причем, конечно, р = onst), энтальпия системы в состоянии равновесия минимальна, т. е. [c.111]

Иногда вытекающее из основного уравнения (2.99) уменьшение полезной внешней работы адиабатически изолированной системы с возрастанием энтропии системы из-за необратимости происходящих в ней реальных процессов связывают с якобы действующей в природе тенденцией всех процессов приводить к обесцениванию или деградации энергии. Согласно этой точке зрения, во Вселенной, которая рассматривается как изолированная система, с течением времени энтропия возрастает и вследствие этого уменьшается возможность йревращения теплоты в работу, или, другими словами, происходит деградация энергии. В результате этого Вселенная в конце концов должна достигнуть состояния абсолютного теплового равновесия ( тепловой смерти по Клаузиусу и Томсону), при котором всякие процессы в ней прекратятся, а превращения энергии станут невозможными. [c.156]

Предполож1Им, что имеется адиабатически изолированная система, состояние которой характеризуется параметрами П1, П2, Пз,. .., Пп (давление, температура, концентрация и т. д.). [c.7]

Может прказаться,. что четыре сформулированных выше положения термодинамики необратимых процессов находятся в резком противоречии с принципами классической термодинамики обратимых процессов, в частности с фундаментальным классическим соотношением, утверждающим рост энтропии в адиабатически изолированной системе при всяком необратимом процессе. Нетрудно, однако, убедиться, что противор ечия здесь нет. Соотношение (2.12) предполагается справедливым только локально, поэтому при рассмотрении системы в целом допущение локального равновесия дает возможность вычислить изменение энтропии, вызванное неравновесными процессами. Таким путем для адиабатически изолированной системы можно в полном соответствии с классической термодинамикой показать, что для нее. в целом энтропия в случае необратимых процессов будет возрастать. [c.46]

В сущности, мы, основываясь на опыте, утверждаем следующее. Если менять механические параметры адиабатически изолированной системы достаточно медленно, можно получить процесс, в течение которого система, успевая приспосабливаться к мгновенным внешним условиям, будет всегда находиться почти в равновесии. Ее состоя ние будет в каждый момент сколь угодно мало отличаться от то го состояния равновесия, которое по принципу необратимости долж но соответствовать мгновенным значениям механических параметров [c.44]

Уравнение (4-3) позволяет, далее, глубже раскрыть физический смысл энтропии. Из этого уравнения, в частности, видно, что изменение энтропии адиабатически изолированной системы равняется потере работы, поделенной на абсолютную температуру наименее нагретого тела системы, или, что то же самое, наибольшему значевию приведенного тепла, эквивалентного потерянг ной работе. [c.82]

В самом деле, мерой необратимости, а следовательно, и степенью термодинамического совершенства процесса изменения состояния адиабатически изолированной системы является, как мы знаем из гл. 3 и 4, приращение энтропии системы. Но всякая теплосиловая установка, рассматриваемая как совокупность рабочего тела и источников тепла, т. е. теплоотдатчика и теплоприемника, которым является всегда ркру-жающая среда, есть адиабатически изолированная система. Поэтому мерой термодинамического совершенства каждого из происходящих в теплосиловой установке действительных процессов должно являться приращение энтропии 8 всей системы или пропорциональная ей величина. Такой величиной является как раз потеря работоспособности [c.240]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...