Критерий обратимости процесса

Максимальная работа производится при обратимом проведении процесса. В реальных необратимых процессах производимая работа имеет всегда меньшую величину. Второе начало термодинамики устанавливает критерий необратимости, при помощи которого можно количественно анализировать каждый из реальных процессов, в частности, устанавливать уменьшение или потерю работы из-за необратимости действительного процесса по сравнению с идеальным обратимым процессом и тем самым находить пути осуществления рабочего процесса наиболее эффективным образом. [c.44]

Первая часть вышеописанного обратимого процесса показывает,, что имеется обратимая адиабатическая вариация, при которой работа передается от системы, т. е. для такого случая может быть применен критерий механического равновесия, выраженный в следующей форме система находится в состоянии устойчивого равновесия, если для всех, возможных вариаций [c.220]

В 5-2 было показано, что уменьшение характеристической функции в термодинамически обратимом процессе, для которого данная функция является критерием равновесия, равно полной работе, произведенной системой, за вычетом работы против внешнего давления. Как известно, в механике работа постоянно действующих сил может быть представлена разностью потенциалов этих сил в начальном и конечном состояниях системы, причем разность потенциалов не зависит от пути протекания процесса. По аналогии с механикой характеристические функции Z7, I, F, Ф называют также термодинамическими потенциалами или просто потенциалами. [c.482]

Второе начало термодинамики, как было видно выше, позволяет дать необходимый и достаточный критерий определения необратимых и равновесных (обратимых) процессов. [c.53]

Обсуждение, проведенное в предыдущем разделе, подготовило почву для вывода теорем классической термодинамики равновесных процессов. При выводе этих теорем мы будем опираться на возможности абстрактного мышления, дополненные экспериментальными сведениями об окружающем нас физическом мире. Получаемые теоремы имеют неоценимое значение для инженера, позволяя установить критерии совершенства производящих и потребляющих работу приборов и машин, служащих основой современного технократического общества. Как уже отмечалось, только обратимые процессы позволяют совершать работу максимально эффективно— все реальные процессы в какой-то, пусть даже малой, мере являются необратимыми. Следовательно, аналитическое выражение рабочих критериев для любого реального прибора можно получить исключительно за счет возможностей нашего интеллекта эта цель недостижима на пути экспериментального определения характеристик реальных приборов, поскольку последние всегда содержат те или иные несовершенства. Таким образом, предстоящее аналитическое исследование может послужить выдающимся примером силы абстрактного мышления. [c.46]

Критерий превращения Qп есть мера обратимости процесса и характеризует отношение скоростей превращения и связь между концентрациями исходных и конечных продуктов реакции. Необходимо указать, что горение газовых смесей можно отнести к пре- [c.180]

До сих пор мы рассматривали рабочие циклы холодильных установок как обратимые или во всяком случае лишь как внешне необратимые циклы. Соответственно этому определяемый уравнением (15-3) холодильный коэффициент et относится к идеализированному теоретическому циклу холодильной установки и представляет собой теоретический холодильный коэффициент. Он не учитывает необратимости процессов действительного рабочего цикла и поэтому не может в полной мере служить критерием термодинамического совершенства реальной холодильной установки. [c.470]

Критерий необратимости, В предыдущем параграфе, для того чтобы доказать необратимость процесса, вначале предполагалось, что этот процесс является обратимым, а затем показывалось, что такое допущение позволяет создать вечный двигатель второго рода, что противоречит второму закону. Таким образом, критерий необратимости может быть 42 [c.42]

Таким образом, значение второго начала заключается в том, что оно дает критерий для суждения об обратимости или необратимости всякого происходящего в природе процесса. Этот критерий является не только необходимым, но и достаточным, поэтому второе начало термодинамики должно быть отнесено к числу наиболее общих и фундаментальных законов природы. Само определение абсолютной температуры может быть получено только на. основе второго начала термодинамики. [c.37]

Стадийность процессов пластической деформации и разрушения в работах [18, 19] рассматривается с учетом удельной энергии пластической деформации. Авторы выделяют три стадии на кривой деформации I - стадию интенсивного упрочнения, II - стадию обратимой повреждаемости и III - стадию необратимой повреждаемости. Каждой из этих стадий соответствует вполне определенное изменение структуры и ряда механических и физических свойств, что позволяет определять напряжение и соответствующую степень деформации, при достижении которых в металле возникает обратимая и необратимая повреждаемость так же, как и удельную энергию, расходуемую на развитие указанных процессов. В работе [20] показано, что изменение коэрцитивной силы также чувствительно к структурным изменениям, происходящим на разных стадиях деформирования углеродистых сталей, а С.Е. Гуревич и Т.С. МарьяновСкая [21] исследовали стадийность повреждения при статическом деформировании с использованием критерия Механики разрушения [c.40]

Поскольку для большинства материалов энергия объемного расширения-сжатия обратима, то критерием активного необратимого процесса деформирования можно считать (1Аф > О, а пассивного — (1Аф < 0. Критерием активного необратимого процесса нагружения считаем ёВф > О, а пассивного — бВф < 0. Следовательно, для активных процессов деформирования угол 191 < тг/2, а для пассивных — 1 > 7г/2. Для активных процессов нагружения угол < тг/2, а для пассивных — 19 > 7г/2. [c.397]

Возможность протекания процесса можно было бы связать с работой, которую он в состоянии выполнить, но работа зависит от пути процесса, поэтому критерием равновесия быть не может. Но вместе с тем, если процесс протекает при постоянной температуре, то максимальная работа, получаемая при обратимом протекании его, является изменением функции состояния. [c.171]

Если говорить об упругих деформациях, то они определяются только изменением межатомных расстояний и сохраняют старые расположения соседей, но тем не менее тоже повышают энергию в зоне контакта. Однако такого рода подъем энергии для формирования новых металлических связей недостаточен. Упругая деформация обратима, так как создается энергией, которая немедленно же отдается в виде тепла. Пластическая же деформация — это уже внутренняя, запасенная, не способная произвести ту же самую внешнюю работу, которая на нее была затрачена. Как это и было ранее показано [критерий V, формулы (123) и (124)], для свариваемого контакта суммарная энергия, которую можно ввести в металл, определяется произведением /гОа . Чем больше это произведение, тем быстрее может быть осуществлен процесс сварки. [c.91]

Подобно к.п.д. цикла Карно (см. гл. V) можно ввести идеальный к.п.д. двигателя. Идеальный к.п.д. вводится с целью получения критерия, который поэволил бы дать оценку возможных пределов наивыгоднейшего использования подводимой энергии и степени приближения к этому пределу при работе в практически осуществляемой конструкции. Как известно из термодинамики, идеальный к.п.д. меньше единицы. Идеальный к.п.д. достигается при идеальном обратимом процессе. Действительный к.п.д. вследствие неизбежной необратимости явления всегда будет меньше, чем идеальный. Однако в ряде случаев в правильно сконструированных машинах можно подойти к идеальным условиям весьма близко. Величина отклонения действительного к.п.д. от идеального характеризует техническое совершенство машины. Характеристики идеального двигателя могут послужить указанием для выбора основных параметров при проектировании двигателей и для правильных способов организации процесса их работы. Значения идеального к.п.д. [c.131]

Таким образом, критерием обратимости или необратимости процесса является его первоначальное состояние и продолжительность наблюдения. Процесс обратим, если время возврата в первоначальное состояние (для одного и того же объема) мало и наоборот. Так обосновывается относительность необратимых процессов. Любой процесс, протекающий в макроструктурном объеме, является процессом необратимым для небольшого периода времени, в то время как [c.26]

Теория Б. д. имеет принципиа.т ьное значение, ова проясняет статистич. природу второго начала термодинамики и показывает границы его иримепимости. Ова позволила уточнить критерии обратимости или необратимости молекулярных процессов и показать, что различие между ними во носит абс, характера. По Смолу-ховскому, процесс является необратимым, если переход из рассматриваемого состояния в исходное требует большого времени, и обратимым, если время возврата невелико. Смолуховскому удалось оценить время возврата, к-рое относится к экспериментально наблюдаемому параметру, т, е, является характеристикой макросостояния, а не микросостояния. [c.230]

Как было установлено в предыдущем параграфе, первый закон термодинамихн постулирует взаимный переход механической и тепловой энергии одной в другую. Соотношение, выражающее переход тепла и работы в кинетическую и внутреннюю энергни во время термодинамического процесса, заключено в уравнении энергии. Однако первый закон оставляет без ответа вопрос, является ли этот переход обратимым или необратимым. Все реальные процессы необратимы, но обратимые процессы представляют очень полезную идеализацию, так как во многих ситуациях диссипацию энергин можно считать пренебрежимо малой. Основной критерий необратимости содержится во втором законе термодинамики, который устанавливает некоторые ограничения на производство энтропии. [c.187]

Хотя реальные процессы являются О. п. лишь в нек-ром приближении, они играют значительную роль в термодинамич. расчетах, т. к. только по отношению к ним соотношения макроскопич. термоди-намш и имеют вид равенств или ур-ний. Действительно, дифференциальное выражение второго начала термодинамики dS OQ/T имеет вид равенства только в том случае, если поглощение системой количества теплоты OQ произошло квазистатически. О. п., протекающий в изолированной системе, не сонрово-ждается изменением энтропии, что может служить критерием обратимости термодинамич. процесса. В общем случае термодинамич. соотношения имеют xapairiTep неравенств, а выводы, сделанные на основе расчетов О. гг. — характер предельных соотношений (напр., теорема о максимальной работе). Построение термодинамич. теории неравновесных процессов связано с привлечением дополнительных (по отношению к первому и второму началам) физич. предположений (см. Необратимые процессы). [c.470]

В 4.4 было показано, что аналитическое выражение второго закона термодинамики имеет вид йз dQ/T, т. е. энтропия системы при протекании в ней самопроизвольных необратимых процессов увеличивается и остается без изменения при протекании в ней обратимых процессов, но ни при каких условиях энтропия системы не может уменьшаться. Таким образом, критерием равновесия любой системы является максимальное значение энтропии. Для химических систем за критерий необратимости процессов и равновесия помимо энтропии могут быть выбраны такие параметры, как изохорный и изобарный термодинамические потенциалы, которые получаются из рассмотрения второго закона термодинамики для изохорно-изотермических и изобарно-пзо-термических химических систем [c.190]

Для взаимосвязанного функционирования указанных ППП целесообразно включить в базу данных автономные библиотеки быстрых и медленных моделей, методов генерации, оптимизации и принятия решений, критериев оптимальности и других данных, многократно используемых в различных проектах. Уточняя математическое содержание моделей и методов в библиотеках, можно перейти от семантических моделей к математическим моделям процесса проектирования (ПП). Следует отметить, что наличие моделей и методов ПП в библиотеках позволяет определить входную и выходную информацию для любого блока (рис. 5.1), строя таким образом информационные модели. Влияние моделей и методов на преобразование информации в ПП является обратимым. Можно, наоборот, сначала задавать информационные потоки между блоками или их характеристиками, а затем приспосабливать под них модели и методы. Возможность альтернативного выбора моделей и методов является основной причиной многовариан ности более детального моделирования ПП. [c.118]

Оказалось, что результаты, полученные при использовании псевдоцикла Стирлинга, соответствуют закономерностям и характеристикам реальных двигателей, хотя некоторые выводы и вызывают возрджения. Основные сомнения связаны с интерпретацией идеального цикла, поскольку, по некоторым замечаниям, в нем используются газодинамические процессы, которые не достижимы или не встречаются в практическом двигателе. Подобные замечания справедливы, но довольно очевидны, поскольку идеальные циклы по определению состоят из идеальных и обратимых термодинамических процессов, которые не достижимы в реальных устройствах. Однако использование идеальных циклов и интерпретацию результатов последующего анализа необходимо согласовывать с практическими возможностями. Проблема заключается в том, как найти зо.потую середину . Например, цикл с двойным сгоранием, используемый при анализе рабочего процесса, протекающего в дизеле, дает более реальные значения рабочих характеристик, чем исходный цикл дизеля, но его сочли гипотетическим циклом, выдуманным для того, чтобы получить приемлемые результаты, пока не отражающие идеальных характеристик дизельного двигателя [4]. Если бы критические замечания относительно псевдоцикла Стирлинга основывались на тех же доводах, они были бы более обоснованными. Во всяком случае, этот вопрос интересен в основном для педантов. Трудность проблемы состоит в том, что двигатели Стирлинга не работают по циклу Стирлинга, и в литературе царит путаница в вопросе о том, какие нужно применять критерии работы и рабочие характеристики. [c.229]

В данной главе с целью подготовки к дальнейшему развитию теорем термодинамики равновесных процессов были даны определения двух чрезвычайно важных понятий необратимости естественных процессов и обратимости идеальных термотопических процессов. Именно с помощью процессов последнего типа позднее мы сможем установить критерии совершенства реальных устройств, производящих и потребляющих работу. [c.127]

В предыдущей главе в основном анализировались простые системы и открытые фазы в состояниях устойчивого равновесия (устойчивых состояниях), причем особое внимание уделялось равновесию между реагирующими компонентами. В настоящей главе полученные ранее сведения будут применены к изучению потоковых процессов, в которых происходит переход химически активных веществ между заданными начальным и конечным состояниями. При этом будет рассмотрен вопрос о том, как такой процесс мог бы быть обратимым (что возможно лишь в Термотопии ), Это позволит продолжить начатый ранее анализ термодинамической доступности энергии и установить критерии совершенства установок, которые за счет потребляемой работы производят экстракцию или выделение из смеси одного или нескольких компонентов. [c.397]

В предыдущем разделе отмечалось, что если имеется изолированная система, то при равновесии энтропия этой системы долнша быть максимальной. Этот критерий равновесия, конечно, важен, но гораздо чаще нам приходится вести эксперимент не в изоли-рованйой системе, а при постоянной температуре, поэтому мы в большей степени заинтересованы в получении условий равновесия для изотермического процесса. Соответствующие уравнения могут быть получены С помощью первого и второго законов термодинамики. Чтобы рассматриваемая система находилась при постоянной температуре, она должна обмениваться теплом с тепловым резервуаром (термостатом), температура которого равна Т. Если теплообмен происх одит обратимо, то изменение энтропии системы и поглощенное.ею тепло связаны уравнением hS — QIT. В случае неравенства температур системы и термостата переход теплоты будет необратимым, а Q, AS й Т связаны неравенством AS >> Q/T. [c.13]

До недавнего времени практическое использование электрофореза опережало научное понимание фактов, лежащих в основе процесса образования покрытий. Только в течение последних десяти лет появились работы, в которых развита теория электрофоретического осаждения дисперсных систем и показано ее применение для практических целей. В соответствии с этой теорией критериями пригодности суспензии для электрофоретического осаждения являются величина электрокинетиче-ского потенциала, устойчивость суспензии, влияние внешнего электрического поля на устойчивость суспензии и обратимость агрегирования суспензии в электрическом поле. [c.42]

Из этой же статьи приведем еще одно высказывание Смолуховского. Изложенные в предшествующих главах в точной форме понятия времени возврата молекулярного состояния,— писал Смолуховский,— представляют настоящий критерий пределов применимости закона энтропии. Представляется ли нам какой-либо (однопарамет-ровый) процесс обратимым или необратимым — а ведь это центральный пункт вопроса — зависит не от характера процесса, а от первоначального его состояния и от продолжительности наблюдения, причем все сказанное можно выразить в форме простого правила [c.634]

Молекулярно-теоретические исследования по вопросу об обращении термодинамически необратимых процессов и о повторении аномальных состояний, 1915. Эта статья состоит из разделов обратимость последовательности во времени время возврата и ожидаемое время повторения молекулярных состояний пояснение путем аналогии с другими процессами критерии необратимости молекулярных процессов. Именно из этой статьи приведены были выше высказывания Смолуховского об относительности понятля необратимого процесса и пределах приложимости второго закона. С точки зрения термодинамикн эта статья имеет особо важное значение. [c.635]

При уплотнении слоя любого материала коэффициент сопротивления движению катка от прохода к проходу непрерывно снижается, а затем стабилизируется. Стабилизация коэффициента указывает на то, что деформация слоя материала стала постоянной, т. е. практически обратимой. Следовательно, стабилизация указывает на бесполезность дальнейшего процесса укатки. На этом принципе основаны приборы для определения момента окончания укатки. Большим недостатком этих приборов является их малая чувствительность. Ленинградскими Политехническим и Электротехническим институтами разработан прибор, где критерием для определения моментов начала и окончания укатки горячих смесей ярляется их температура. Прибор, установленный в кабине катка, основан на непрерывном дистанционном измерении температуры по инфракрасному излучению смеси и обладает высокой точностью. Зная рациональный температурный интервал укатки, определяемый по рис. 222, и имея сведения о текущем значении температуры, можно уверенно осуществлять контроль процесса укатки. Надо отметить, что этими приборами устанавливается момент, когда дальнейшая укатка неэффективна и ввиду появления на поверхности покрытия мелких трещин может быть даже вредной. Факт достижения требуемой плотности материала может быть установлен лишь непосредственным ее измерением. Если плотность окажется недостаточной, то окончательное уплотнение материала следует произвести уже более тяжелым катком. [c.369]

При очень низких плотностях тока и обратимых условиях (бесконечно лМалое смещенное от состояния равновесия) можно предложить следующий ответ Рассмотрим ванну, состоящую из двух металлических электродов в очень слабокислом растворе сернокислой соли того же металла. Если металл переходит в раствор в виде растворимого сульфата на аноде и эквивалентное количество металла осаждается на катоде, тогда никакой химической работы нет, а имеется просто перенос металла из одного места в другое. При обратимых условиях поэтому весьма малая э. д. с. была бы достаточной, чтобы ток пошел через ванну. Но, если ток высаживает твердую гидроокись металла на аноде, оставляя раствор вокруг анода освобожденным от ОН -ионов и имеющим поэтому повышенную кислотность, то получается система с более высокой свободной, энергией, так как кислый раствор мог бы растворять гидроокись произвольно , с дальнейшим уменьшением свободной энергии. Таким образом для получения твердой гидроокиси на аноде потребовалась бы для подвода дополнительной энергии некоторая определенная э. д. с. Отсюда следует, что при очень низких значениях э. д. с. образование растворимого сульфата является единственно возможной реакцией при условии достаточной кислотности жидкости, обеспечивающей нестабильность твердой фазы — гидроокиси. Если же жидкость имеет среднещелочную реакцию, так что гидроокись могла бы остаться нерастворенной в виде стабильной фазы, тогдй то же рассуждение ведет к заключению, что гидроксильные ионы будут играть большую роль в анодном процессе, особенно если они, как, например, в данном случае, в большой концентрации. В этом случае при более низкой э. д. с. образование твердой пленки гидроокиси будет более возможно, чем образование растворимой соли, электрод станет пассивным, и растворение в значительной степени затормозится. Таким образом мы можем ожидать непре.рывную коррозию, имея растворимый сульфат в кислых растворах, но мы може.м надеяться на появление пассивности в щелочных растворах, если только гидроокись данного металла не растворяется в щелочном растворе данной концентрации. Критерием активности и пассивности является способность или неспособность растзора растворить гидроокись металла-. [c.26]

Для изохорно-изотермических процессов dV = О, йТ = О, и тогда йР О, т. е. при протекании в изолированной системе обратимых изохорно-изотермических процессов величина Р не изменяется, а при протекании в этой системе необратимых изохорно-изотермических процессов изохорный термодинамический потенциал уменьшается, но ни при каких условиях он не может увеличиваться, и минимальное значение Р будет критерием равновесности изохорно-изотермической системы. Подобный характер изменения Р обусловил название потенциала, ибо таковыми (по аналогии с механикой) называются все величины, которые при самопроизвольных изменениях системы всегда уменьшаются. Термодинамические потенциалы, как будет показано ниже, имеют большое значение при определении химического родства реагирующих веществ. [c.190]

Для изобарно-изотермических процессов dp = О, dT = О и dZ 0, т. е. при протекании в изолированной системе обратимых изобарноизотермических процессов Z не изменяется, а при протекании в этой системе необратимых изобарно-изотермических процессов изобарный термодинамический потенциал уменьшается, но ни при каких условиях Z не может увеличиваться, и минимальное его значение будет критерием равновесности изобарно-изотермической химической системы. Подобный характер изменения Z и обусловил название потенциала, [c.191]

Цикл Рейтлингера. Цикл Карно, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов, является наиболее экономически выгодным термодинамическим циклом. При заданных уровнях температур этот цикл имеет наибольший из всех циклов термический КПД. Будучи критерием оценки степени совершенства превращения теплоты в работу для циклов тепловых двигателей, он тем не менее на практике не применяется. Однако существует бесконечное мно жество других, обратимых регенеративных циклов с практической возможностью их реализации в тепловых машинах, в том числе и [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...