Необратимость внешняя

Второй вид необратимости — внешняя необратимость— связан с подводом или отводом теплоты. Обратимый (бесконечно медленный) подвод теплоты возможен, если разность температур источника теплоты и получающей теплоту термодинамической системы стремится к нулю. Если же эта разность температур имеет конечное значение, то процесс необратим, при этом степень необратимости тем больше, чем больше разность температур. В то время как внутренняя необратимость приводит к простым вредным последствиям в виде уменьшения работы, внешняя необратимость, связанная с передачей энергии в форме теплоты, имеет более сложную природу, обусловленную самой сутью второго закона термодинамики. Смысл и последствия необратимости при передаче теплоты будут более подробно рассмотрены в последующем (см. 10). [c.48]

В реальных циклах теплосиловых установок имеет место необратимость двух типов необратимость, вызванная наличием трения при течении рабочего тела в элементах установки, и необратимость, обусловленная наличием конечной разности температур в процессах передачи тепла между рабочим телом и источниками тепла. Будем называть цикл внутренне обратимым, если в нем отсутствуют потери на трение при течении рабочего тела, и полностью обратимым, если наряду с этим отсутствуют необратимые потери, связанные с внешним теплообменом (обменом тепла с горячим и холодным источниками). С учетом сказанного цикл, в котором отсутствуют потери на трение при течении рабочего тела, но который осуществляется в интервале температур более узком, чем интервал температур между горячим и холодным источниками, будет обратимым внутренне, но необратимым внешне. Между [c.309]

Еых ЦИКЛОВ С обратимыми циклами Карно, осуществляемыми в том интервале, который имеет рабочее тело в этом реальном цикле. Иными словами, реальный цикл сравнивается с циклом Карно, обратимым внутренне, но необратимым внешне (см. 9-4). С позиций же анализа работоспособности системы, как показано в 9-4, сравнение реального цикла должно проводиться с внешне обратимым циклом Карно. [c.377]

При анализе циклов термотрансформаторов весьма удобно различать два вида необратимости внешнюю и внутреннюю. Такого рода разделение позволяет правильно устанавливать источники необратимых потерь в циклах и дает возможность искать пути их устранения. [c.43]

Рассмотрение квантового хаоса в газе показывает, что для строгого обоснования необратимости требуется допущение о слабом взаимодействии газа с необратимым внешним окружением. Это взаимодействие может быть исключительно малым, и по этой причине его можно назвать "информационной связью". Замкнутые системы, классические или квантовые, испытывают только обратимую динамическую эволюцию. Но при наличии малой связи с необратимым внешним миром картина динамического поведения может резко измениться. У классического газа это изменение происходит из-за очень сильной неустойчивости, т.е. быстрого разбегания траекторий [c.12]

Рис. 14. Фронт необратимости радиуса Гд схлопывается к центру со скоростью звука после того, как исчезает оболочка радиуса й, разделявшая внутренний обратимый газ от необратимого внешнего окружения.

Итак, на фронте необратимости происходит полное стирание информации и превращение ее в энтропию. Перед фронтом мы имеем механическую систему с полностью детерминированным поведением во времени, а за фронтом — хаос теплового движения. Подчеркнем еще раз, что хаос теплового движения создается ничтожно малыми шумами из необратимого внешнего окружения. Динамика атомов газа многократно усиливает этот хаос и превращает его в молекулярный хаос теплового движения. [c.177]

Итак, мы еще раз можем сделать заключение о том, что необратимость газа классических частиц и возможность его статистического описания определяются очень малым взаимодействием системы с необратимым внешним окружением. Столкновения частиц многократно усиливают возмушения внешнего хаоса и уничтожают далекие корреляции в движении частиц. В результате движение частиц становится однотипным любая из частиц ведет себя сходным образом, приобретая одночастичную вероятностную функцию распределения. Именно для такой функции и формулируется уравнение Больцмана. [c.179]

Макроскопические характеристики газа могут вести себя сходным образом как в замкнутой, так и в контактирующей с внешним миром системах. Но чтобы гипотеза о молекулярном хаосе была логически обоснованной, требуется допустить, что у рассматриваемого газа имеется очень малое взаимодействие с необратимым внешним миром. Замкнутые и незамкнутые системы сильно различаются с логической точки зрения. [c.179]

Следовательно, необратимость может возникнуть только в результате слабого взаимодействия рассматриваемой системы с необратимым внешним окружением. [c.180]

Допустим теперь, что рассматриваемый нами газ находится в слабом взаимодействии с необратимым внешним окружением. Первый и главный эффект от такого взаимодействия состоит в разрушении точных фазовых соотношений между сходящимися и расходящимися волнами. Происходит, как говорят, сбой фаз. Ясно, что такое нарушение фаз скажется прежде всего в исчезновении сходящихся волн, как это имеет место при излучении волн в обычной классической электродинамике. [c.181]

Работа, произведенная во время необратимого адиабатного процесса расширения или сжатия идеального газа при условии постоянства внешнего давления, может быть вычислена с помощью уравнения (1-31). Если pj — начальное давление системы, — конечное давление системы и — постоянное внешнее давление, то [c.45]

Величина необратимых электродных потенциалов металлов определяется как внутренними, связанными с металлом, так и внешними, связанными с электролитом и физическими условиями, факторами. [c.178]

Если необратимый процесс протекает при постоянном объеме и постоянной температуре без совершения внешней работы, то общая [c.146]

Дросселированием, или мятием, называют необратимый процесс, в котором давление при прохождении газа через суживающееся отверстие уменьшается без совершения внешней работы. [c.218]

Термодинамические процессы следует разделять на обратимые и необратимые. Обратимым процессом называется такой процесс, который, будучи проведенным в прямом и обратном направлениях, не оставляет никаких изменений в окружающей среде. Обратимый процесс можно рассматривать как сумму бесконечно близких равновесий, когда бесконечно малое изменение параметров (внешних условий) может изменить направление процесса. Поэтому истинно обратимый процесс может совершаться только с бесконечно малой скоростью, с тем чтобы соблюдалось условие равновесия или обратимости. [c.252]

При химических реакциях атомы или молекулы веществ, вступающих в реакцию, должны войти в тесное соприкосновение — столкновение, перестроить свои атомные или молекулярные орбитали, с тем чтобы они могли образовать новые химические связи и построить новые молекулы продуктов реакции. В результате этого взаимодействия концентрация начальных продуктов будет уменьшаться, а конечных — увеличиваться. Химические реакции могут быть необратимыми, т. е. идущими только в одном направлении, но могут быть и обратимыми, направление которых будет зависеть от внешних условий — р, Т, С. Обратимые реакции не доходят до конца, а только до состояния равновесия (см. п. 8.3, 8.4). [c.295]

При исследовании физических основ явления трения различают трение внешнее и внутреннее. Внешнее трение — сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним и сопровождаемое диссипацией энергии. Внутреннее трение — процессы, происходящие в твердых, жидких и газообразных телах при их деформации и приводящие к необратимому рассеянию механической энергии. [c.225]

Нетрудно понять, однако, что состояний с такой зависимостью давления от объема в действительности не может существовать, потому что при этом система становится механически абсолютно неустойчивой. В самом деле, при любом случайном уменьшении объема давление газа упадет, и после этого внешнее давление будет сжимать его все сильнее и сильнее. А при любом случайном возрастании объема давление газа станет больше внешнего, и он начнет необратимо расширяться. [c.138]

Замечательно, что формула (7.18) остается при этом в прежнем виде, но под изменениями энтропии следует уже понимать общие изменения, вызванные не только обменом энергией и веществом между системой и внешней средой (d5 ), но и внутренними необратимыми процессами в системе (dS "), т. е. [c.70]

Оба сомножителя в (8.12) имеют одинаковые знаки (например, расширение (dV >0) происходит при Р>Р°). В общем случае это утверждение доказывается анализом устойчивости термодинамического равновесия (см. 12). (Напомним, что величины, имеющие надстрочный индекс (°), относятся к внешней среде.) Если однородная закрытая система без химических реакций (или с равновесными химическими реакциями) совершает необратимую (из-за скачка X на граничной поверхности) работу, то из (8.9) и (5.5) [c.72]

Намагничение ферромагнитного образца, имеющего нулевой результирующий магнитный момент при Н = 0, происходит за счет изменения формы и ориентации доменов (рис. 10.18). В слабых полях наблюдается увеличение объема выгодно расположенных относительно внешнего поля доменов, за счет доменов с невыгодной ориентацией, т. е. имеет место процесс смещения границ доменов. Процесс намагничения в слабых полях обратим. Если внешнее поле снять, то домены восстановят исходную форму и размеры. Увеличение поля приводит к тому, что рост выгодно ориентированных доменов осуществляется тоже за счет необратимых процессов. Обратимому смещению границ доменов могут, например, препятствовать дефекты кристаллической структуры. Чтобы преодолеть их действие, граница домена должна получить от внешнего поля достаточно большую энергию. Если снять намагничивающее поле, то дефекты помешают границам доменов вернуться в исходное положение. Процессы необратимого смещения границ доменов обусловливают эффект Баркгаузена, заключающийся в том, что [c.344]

В отличие от энергетического (теплового) баланса в эксергети-ческом балансе учитываются потери от необратимости (внешней и внутренней) так, если As >0, то П > 0 и, следовательно, [c.145]

Нельзя ли представить неравновесный процесс, идущим в обратном направлении точно по пути подобного ему прямого неравновесного процесса Нет, нельзя, так как прямой и обра1ный неравновесные процессы протекают по разные стороны от подобного квазистатиче-ского процесса (рис. 6) (непосредственно это следует из уравнения (14). Внешняя работа квазистатического процесса больше, чем работа неравновесного. Поэтому в применении к термомеханической системе обратимые процессы — это такие процессы, в результате которых внешняя работа максимальна, в то время, как в процессах необратимых, внешняя работа всегда меньше этой максимальной. Необратимые процессы могут приближаться к обратимым, как к своему пределу. Можно представить другой предельный случай, когда процесс максимально необратим, в этом случае в результате процесса не возникает никаких явлений, которые могут способствовать возвращению системы в исходное состояние. [c.27]

При анализе циклов теплоэнергетических установок весьма удобно различать два вида необратимости процессов необратимость внешнюю и необратимость внутреннюю. Такого рода классификация процессов позволяет правильно устанавливать источники энергетичеоких потерь в циклах и дает возможность искать пути для их устранения. [c.15]

На основании изложенного мы приходим к следующей общей картине. Мир в целом необратим, как необратимы любые его части, связанные с внешним окружением. Обратимость может существовать только в объектах, полностью изолированных от внешнего мира. Однако большая часть наших представлений была развита на основе анализа именно замкнутых систем. В частности, именно для замкнутых систем построен формализм ортодоксальной квантовой теории. При наличии даже очень малой связи с необратимым внешним миром (такую связь можно назвать информационной) поведение сложных квантовых систем может радикально отличаться от поведения замкнутых систем. Более конкретно — мы должны явно учитывать коллапсы волновых функций. Чем сложнее устроена квантовая система, тем большую роль в ней играют процессы коллапсирования. [c.13]

Ясно, что основной вывод из этого рассуждения состоит в том, что обратимое уравнение Шрёдингера не годится для описания необратимых процессов (впрочем, это утверждение не является пока общепризнанным). Как мы видели выше, очень малое взаимодействие с необратимым внешним окружением существенно влияет на необратимую эволюцию сложной квантовой системы. Соответственно, и описание такой системы отличается от простого использования уравнения Шрёдингера. [c.67]

Чтобы прояснить этот вопрос, вернемся к рис. 14, но в варианте газа квантовых частиц. Как и в классическом случае, соприкосновение чистого состояния с необратимым внешним окружением приводит к возникновению фронта необратимости, схлопывающе-гося со скоростью звука. Перед фронтом необратимости имеется сложно организованное обратимое чистое состояние. А за фронтом образуется набор случайных одночастичных волновых пакетов. Такое состояние естественно назвать смешанным состоянием, поскольку поведение каждого из пакетов является случайным и происходит по вероятностным законам. Естественно допустить, что ширина фронта необратимости имеет характерный размер порядка средней длины свободного пробега Я, хотя в общем случае ситуация может быть несколько сложнее, поскольку перед фронтом необратимости могут разрушаться более далекие межатомные квантовые корреляции. Локализация (коллапс) волновой функции любого атома отвечает как бы "измерению" его координаты, и соответственно, волновая функция газа остальных атомов может немедленно прореагировать на это измерение уничтожением части из своих компонент. [c.183]

Из этого неравенства видно, что свободная энергия системы при необратимом изотермическом процессе возрастает на меньшук вели-чину по сравнению с внешней работой. [c.146]

Располагаемая работа при течении газа может быть получена за счет внешнего тепла и уменьиления энтальпии газа. Это уравнение справедливо как для обратимых, так и для необратимых процессов течения газа с трением. [c.201]

При наличии фазовых переходов sin а 1, поглощаемая энергия Ф > 0 она идет на медленный заметный через много пульсаций нагрев жидкости п ее испарение, в результате чего пузырек может медленно расти за счет энергии внешнего поля, которая сначала передается жидкости в виде кинетической энергии, затем воспрп-пимается пузырьком в виде энергии сжатия и нагрева. Необратимость теплообменных процессов приводит к тому, что пузырек в процессе сжатия отдает жидкости больше тепла, чем забирает обратно в процессе расширения, когда его температура ниже температуры жидкости. Этот избыток тепла, равный Ф, и идет на необходимый нагрев и испарение жидкости. Обозначим скорость [c.308]

Основными, изучаемыми в сопротивлении материалов, являются медленно изменяющиеся, или статические, нагрузки. Скорость изменения этих нагрузок по времени настолько мала, что кинетическая энергия, которую получают перемещающиеся частицы деформируемого зела, составляет ничтожно малую долю от работы внешних сил. Иначе говоря, рабога внешних сил преобразуется только в упругую потенциальную энергию, а также в необратимую тепловую энергию, связанную с пластическими деформациями тела. Испытание материалов в так называемых нормальных условиях происходит под действием статических нагрузок. [c.69]

При рассмотрении вопросов статики твердого тела и при силовом расчете механизмов оперируют с внешними силами, действующими на тело. В телах действуют также внутренние силы, с которыми частицы тела действуют друг на друга. Эти силы являются взаимоуравновешивающими и в уравнения статики не входят. При расчетах на ирочеюсть необходимо выяснить характер и значения внутренних сил в теле (детали), fIaxoдящeм я под действием внешних нагрузок, так как именно от них зави-висит свойство материалов, изделий а конструкций сопротивляться разрушению, а таклсе необратимому изменению первоначальной формы и размеров, т. е. прочность детали. [c.116]

Причина появления dQ " качественно ясна из общих соображений для достижения заданного. значения внешних переменных при проведении процесса в неравновесных условиях требуется затратить больше энергии, чем в равновесных, поскольку процесс протекает с конечной скоростью и неизбежны потери на трении в рабочих телах. Иначе говоря, при одинаковом начальном и конечном состояниях системы работа квази-статического процесса должна быть всегда больше, чем нестатического. Чтобы подтвердить этот вывод, рассмотрим закрытую систему, -которая совершает цикл, переходя из некоторого состояния I в другое состояние II необратимым путем, а обратно из II в I — обратимым. При необ )атимом процессе из уравнения первого закона (5.14) [c.72]

В реальных системах некоторые из параметров (20.11) могут быть неизвестными. Например, при необратимом изобарном горении топлива заданного исходного состава неизвестна температура горения и измерение ее сопряжено со значительнымп экспериментальными трудностями. Однако температуру та,кой смеси веществ можно рассчитать, если известны условия теплообмена системы с окружением. Действительно, в отсутствие теплообмена энтальпия равновесной системы Н Т, Р, п) равна сумме энтальпий исходных веществ (при начальной температуре), так как в адиабатических условиях вся теплота реакции идет на нагревание реагентов, а при наличии теплообмена дефект энтальпии согласно (5.35) равен теплоте Qp, полученной системой от внешней среды. Энтальпия конечного равновесного состояния равняется, следовательно, сумме Ho+Qp [c.173]

Предположим, что образец намагничен до насыщения. Попытаемся размагнитить его, уменьшая постепенно внешнее поле до нуля. Изменение намагниченности не будет теперь описываться той кривой, которая наблюдалась при намагничении образца (рис. 10.18,г). Из-за того что произошло необратимое смещение границ доменов при Н=0, сохранится некоторая намагниченность JR, получившая название остаточной. Для достижения нулевой намагниченности требуется приложить размагничивающее поле Не, называемое коэрцитивной силой. Когда поле И достигает больших отрицательных значений, образец намагничивается до насыщения в противоположном направлении. Полный цикл перемаг-ничения при изменении поля от —Н до Н описывается петлей гистерезиса, изображенной на рис. 10.2. [c.345]

Заканчивая разговор о постоянной Больцмана, хочется еще раз подчеркнуть ее фундаментальное значение в науке. Она содержит в себе громадные пласты физики—атомистика и молекуля-рно-кинетическая теория строения вещества, сгатистическая теория и сущность тепловых процессов. Исследование энтропии открыло путь от технологии (тепловая машина) к космологии (направление времени и судьба Вселенной) [58]. Изучение необратимости тепловых процессов раскрыло природу физической эволюции, сконцентрировавшейся в замечательной формуле Больцмана 5=Л In W. Следует подчеркнуть, что положение, согласно которому замкнутая система рано шш поздно придет в состояние термодинамического равновесия, справедливо лишь для изолированных систем и систем, находящихся в стационарных внешних условиях. В нашей Вселенной непрерывно происходят процессы, результатом которых является изменение ее пространственных свойств. Нестационарнос гь Вселенной неизбежно приводит к отсутствию в ней статистического равновесия. Тепловая смерть не грозит Вселенной, ее судьбы определяют иные факторы, обусловленные гравитацией. [c.92]

Мы видим, что кольцо совершает необратимый цикл, поскольку его можно вернуть в первоначальное состояние только путем нагревания выше точки перехода. Незатухаюш ий ток в точке D (внешнее ноле в этой точке равно нулю) [c.619]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...