Термостатика, второе начало

В 1954 г. Н. И. Белоконь предложил второе начало классической термодинамики разделить на два независимых начала, отражающих, с одной стороны, принцип существования абсолютной температуры и энтропии (второе начало термостатики) и, с другой — принцип возрастания энтропии и необратимости внутреннего теплообмена (второе начало термодинамики). [c.5]

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]

Второй постулат термодинамики, являющийся основа-нием принципа существования абсолютной температуры и энтропии (второго начала термостатики) Температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена, т. е. между телами и элементами тел, не находящимися в тепловом равновесии, невозможен одновременный самопроизвольный (по балансу) переход тепла в противоположных направлениях — от тел более нагретых к телам менее нагретым и обратно . Важнейшим следствием второго постулата является следующее утверждение Невозможно одновременное (в рамках одной и той же пространственно-временной системы положительных или отрицательных абсолютных температур) осуществление полных превращений тепла в работу и работы в тепло . Второй постулат является частным выражением принципа причинной связи и однозначности законов природы. Вместе с тем, этот постулат не содержит никаких указаний о наблюдаемом в природе направлении необратимых явлений, т. е. является в полной мере симметричным. Вопрос о том, возможно ли вообще полное превращение работы в тепло или тепла в работу в рамках второго постулата остается открытым. [c.6]

В условиях современного состояния термодинамики объединение постулатов и принципов второго начала термостатики и второго начала термодинамики уже не может быть оправдано во-первых, вывод о существовании энтропии и абсолютной температуры как функций состояния термодинамических систем не имеет никакого отношения к необратимости явлений в природе — эти функции существуют независимо от того, возрастает или убывает энтропия изолированных систем, или энтропия изолированных систем сохраняет неизменную величину во-вторых, для построения математического выражения принципа существования абсолютной температуры и энтропии (второе начало термостатики) необходимо и достаточно ограничиться привлечением симметричного постулата (второго), т. е. указание о направлении наблюдаемых необратимых явлений (тре- [c.6]

Первое начало и второе начало термостатики составляют основу термодинамики рабочего тела (термостатики). Вместе с тем необходимо отметить, что лишь второе начало термостатики, опирающееся на независимый постулат, характеризуется как независимый принцип феноменологической термодинамики. Первое начало термодинамики (внешний баланс) и первое начало термостатики (баланс рабочего тела) имеют общее основание — первый постулат термодинамики, поэтому разделение этих принципов является в известной мере условным. [c.36]

Следовательно, выражения первого начала термостатики для простых тел всегда приводятся к виду дифференциального бинома двух независимых переменных (t)q = Мбх + Ndy) и далее, по известной теореме об интегрируемости дифференциальных биномов, к виду произведения, аналогичного выражению элементарной работы изменения объема Ьq = Ьд + Ьq = xdz). Для однозначного определения интегрирующего делителя (т) должны быть привлечены дополнительные предпосылки, эквивалентные постулату второго начала термостатики (например, описание свойств простого тела, аналогичное описанию свойств идеальных газов). [c.38]

Полученные выражения к.п.д. и холодопроизводительности обратимого цикла Карно (90), (90а) действительны для любых обратимых циклов с внешним теплообменом на изотермах Ти Гг) и для любых рабочих тел, что непосредственно следует из второго начала термостатики ( 7). [c.54]

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОСТАТИКИ а. Проблема существования и возрастания энтропии [c.54]

Математическое выражение принципа существования энтропии термодинамической системы эквивалентно описанию свойств этой системы, например, в построении принципа существования энтропии идеальных газов ( 4). На этом основании общее построение принципа существования энтропии в дальнейшем осуществляется на базе независимого симметричного постулата, сохраняющего силу при любом направлении необратимых явлений в изолированной системе ( 1). Введение понятия внутреннего теплообмена (6Q ) и математического выражения принципа сохранения энергии в форме первого начала термостатики (6Q=6Q + + bQ = dU+AbL) дает возможность обобщить математическое выражение принципа существования энтропии классической термодинамики (обратимые процессы) до уровня второго начала термостатики как математического выражения принципа существования энтропии и абсолютной температуры для реальных процессов любых термодинамических систем. [c.54]

Постулат второго начала термостатики (второй постулат термодинамики) принимается в форме следующего утверждения ( 1) Температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена, т. е. между телами и элементами тел, не находящимися в тепловом равновесии, невозможен одновременный самопроизвольный (по балансу) переход тепла в противоположных направлениях — от тел более нагретых к телам менее нагретым и обратно . [c.55]

Важнейшими следствиями постулата второго начала термостатики являются следующие утверждения. [c.55]

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]

В. Математическое выражение второго начала термостатики [c.57]

Вывод о существовании абсолютной температуры (Т) и энтропии (S) как термодинамических функций состояния любых тел и систем тел, находящихся в тепловом равновесии, составляет содержание второго начала термостатики, математическое выражение которого (6Q = 8Q + 6Q = TdS) распространяется на любые процессы —обратимые и необратимые. [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]

Если математическое выражение принципа существования энтропии известно лишь для условий обратимого изменения состояния контрольного тела II), то в последующих построениях должно быть принято, что контрольное тело II) совершает обратимые процессы, но при этом исследуемое тело (/) совершает любые равновесные процессы — обратимые или необратимые, заданные любым контуром или точками Л, В, С и др. (рис. 19). Таким путем достигается обобщение любого частного выражения принципа существования энтропии (простейшие термодинамические системы, обратимые процессы) до уровня второго начала термостатики, как общего математического выражения принципа существования абсолютной температуры и энтропии для любых равновесных систем в условиях любых термодинамических процессов — обратимых и необратимых. [c.58]

Выражения второго начала термостатики (92) неизменно формулируются как равенства для обратимых и необратимых процессов соответственно обобщенному выражению теплообмена как суммы внешнего и внутреннего теплообмена (приведенный теплообмен Q=Q + Q ) и математическому выражению первого начала термостатики (80 = 80 + б0 =с1и+1,АР с1х ). [c.60]

Объединенное выражение первого и второго начал термостатики для обратимых и необратимых процессов изменения состояния равновесных систем [c.60]

Из рассмотрения основного выражения второго начала термостатики для любых тел и систем тел, находящихся в тепловом равновесии (6Q = TdS), следует, что в адиабатическом процессе [c.61]

Работа и количество тепла измеряются в координатах Т—S (рис. 21) величинами соответствующих площадей (следствие I второго начала термостатики) [c.62]

Изменения энтропии каждого из тел равновесной системы (7 i = = Т) п системы в целом определяются соответственно исходному математическому выражению второго начала термостатики [c.64]

Это определение непосредственно следует из объединенного выражения первого и второго начал термостатики (93). [c.65]

Отрицание возможности полного превращения тепла в работу получается в результате прямого сопоставления постулата второго начала термодинамики (работа может быть полностью превращена в тепло) и следствия I постулата второго начала термостатики (невозможно одновременное осуществление полных превращений тепла в работу и работы в тепло). [c.66]

Сопоставляем выражения второго начала термостатики (92) и второго начала термодинамики (104) [c.70]

Сравниваем общее выражение второго начала термостатики (98) с математическим выражением принципа необратимости внутреннего теплообмена (105) [c.71]

В кинетической теории газов энтропия термодинамической системы рассматривается как функция вероятности (р) состояния этой системы (гипотеза Л. Больцмана). Сопоставление этой предпосылки с принципом аддитивности энтропии (следствие И1 второго начала термостатики, 7) приводит к выводу, что энтропия изолированной системы является линейной функцией логарифма вероятности состояния этой системы [c.72]

Сравниваем определение абсолютной температуры (следствие IV второго начала термостатики) и выражение принципа необратимости внутреннего теплообмена (105) [c.73]

Постулат и математическое выражение второго начала термостатики симметричны относительно знака абсолютной температуры (плюс или минус), что в сочетании с принципом необратимости внутреннего теплообмена как фундаментальным законом изменения состояния любых термодинамических систем (второе начало термодинамики) приводит к следующим выводам система А [c.73]

Основные дифференциальные соотношения термодинамики, как системы равенств, получаются в результате сопоставления первого и второго начал термостатики, а как системы неравенств — в результате сопоставления первого и второго начал термодинамики. [c.74]

Отсюда первое и второе дифференциальные соотношения второго начала термостатики для простых тел [c.75]

Сравнивая этот результат с выражением первого калорического коэффициента (110-1), приходим к пятому дифференциальному соотношению второго начала термостатики для простых тел [c.75]

Соответственно формулируется объединенное аналитическое выражение первого и второго начал термостатики для простых тел (зависимость приращений функций состояния в любых равновесных процессах—обратимых и необратимых) [c.76]

Дифференциальные соотношения второго начала термостатики (110) широк используются при изучении физических свойств простых тел и, в частности, при составлении эмпирических уравнений состояния простых тел. Эти соотношения дают также возможность упростить расчетные уравнения термодинамических процессов изменения состояния, главным образом адиабатического процесса, причем в основу анализа полагается объединенное аналитическое уравнение термодинамики для простых тел (113). [c.76]

На основе дифференциальных соотношений второго начала термостатики (ПО) может быть построена вполне строгая термодинамическая теория идеальных газов, подчиняющихся (по определению) уравнению Клапейрона (34) [c.76]

Книга Белоконя имеет следующие построение и содержанне основные понятия термодинамики физическое состояние простых тел первое начало термодинамики процессы изменения состояния круговые процессы второе начало термостатики второе начало термодинамики особенности построения второго начала классической термодинамики дифференциальные соотношения термодинамики термодинамические равновесия уравнения состояния простых тел технические приложения термодинамики. [c.366]

Вывод о существовании энтропии и абсолютной температуры как термодинамических функций состояния любых тел составляет основное содержание второго начала термодинамики (по терминологии проф. Н. И. Белоконя — второго начала термостатики). Математическое выражение в форме равенства 5Q = 5Q + 50 = Тс18 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 . [c.48]

Математические выражения первого начала термодинамики и второго начала термостатики формулируются как равенства и приводят к многочисленным дифференциальным соотношениям термодинамики, характеризующим свойства вещества математические выражения второго начала термодинамики для реальных процессов всегда формулируются как неравенства и используются главным образом в исследованиях равновесия термодинамических систем и в определениях направления течения физическиу процессов, химических реакций и т. п. [c.5]

Исходное математическое определение обратимости (89), характеризующее процессы одной и той же обратимой машины как двигателя (Лобр) и как холодильной машины (Хобр), сохраняет силу для любых обратимых тепловых машин (различные циклы и различные рабочие тела двигателя и холодильной машины), если обратимый двигателя и обратимая машина осуществляют процессы между одними и теми же внешними источниками (/i, h), это обобщение получается в качестве одного из прямых следствий второго начала термостатики ( 7). [c.52]

В дальнейшем будет установлено (следствие I второго начала термостатики), что термодинамическое различие адиабат характеризуется различием значений энтропии (Д5 = —ЗгфО) и что теплообмен (по балансу рабочего тела) на изотерме равновесной системы равен произведению абсолютной температуры на величину изменения энтропии при переходе системы с первой адиабаты на вторую, т.е. не может обращаться в нуль (Qi =Т .8фО). [c.56]

Второе начало термостатики приводит к весьма важным следствиям, из которых наибольшее значение имеют дифференциальные соотношения термодинамики ( 9) некоторые простейшие следствия могут быть получены непосредственно из основного математического выражения второго начала термостатики (6С = = Тс15). [c.60]

Итак, приходим к выводу, что возрастание энтропии изолированных систем обусловлено необратимостью внутреннего теплЬ-обмена, а математическое выражение принципа возрастания энтропии изолированных систем (106) является всего лишь следствием второго начала термостатики (98) и принципа необратимости внутреннего теплообмена (105, 107 а). [c.72]

Следует отметить, что из условия термодинамического равновесия простых тел (S = maximum) получается всего лишь одно основное неравенство, характеризующее физические свойства этих тел (например, j, 0 или 0), а другие неравенства (например, Ср — С О, а О и т. п.) получаются в результате сопоставления основного неравенства с дифференциальными соотношениями второго начала термостатики для простых тел. Точно так же, среди дифференциальных соотношений второго начала термостатики (110) лишь одно является следствием принципа существования энтропии простых тел (например, выражение для Лг,), а остальные получаются в результате сопоставления этого основного соотношения с математическим выражением первого начала термостатики. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...