Состояние теплового равновесия

Для правильного понимания термометрии очень важно ясно представлять себе, что понимается под тепловым равновесием и тепловым контактом. Мы определим оба понятия, исходя из представлений, которые, строго говоря,справедливы лишь в некотором идеализированном мире, где возможно и изолировать некоторую систему и в то же время наблюдать ее приближение к конечному состоянию теплового равновесия. Однако и в реальном мире можно, соблюдая необходимые предосторожности, сколь угодно близко подойти к идеализированным условиям, и это служит одной из основ для применения классической термодинамики. Всегда можно представить себе такую реальную систему, которая в одном или нескольких отношениях (но не во всех) приближается к тем идеальным системам или условиям, для которых формулируются основные законы термодинамики. В этих случаях все предсказания классической термодинамики подтверждаются без исключения. [c.13]

Если каждая из двух систем находится в состоянии теплового равновесия с третьей, то они находятся в тепловом равновесии между собой. [c.14]

Если три или более системы приведены в тепловой контакт друг с другом и все вместе находятся в состоянии теплового равновесия, то любые две из них отдельно взятые системы находятся в тепловом равновесии друг с другом. [c.14]

Выше упоминалось, что состояние теплового равновесия изолированной системы полностью описывается лишь небольшим числом параметров. Эти физические величины имеют определенное значение для каждого теплового состояния, и в термодинамике они называются параметрами (или переменными) состояния, или термодинамическими параметрами (или переменными). Если выбрать совокупность независимых параметров так, чтобы она была необходимой и достаточной для описания термодинамического состояния, то остальные параметры, характеризующие состояние, являются функциями выбранных параметров. Число независимых параметров, необходимых для описания равновесного состояния системы, определяется эмпирическим путем. [c.14]

Как было сказано выше, состояние теплового равновесия системы может быть однозначно определено значениями не- [c.14]

Знак минус указывает, что первое тело передает теплоту второму. Из уравнения следует, что элементарное изменение энтропии системы — величина положительная (dS > 0). Для конечного процесса теплообмена, поскольку неравенство Г i > Г а сохраняется до состояния теплового равновесия, получаем [c.124]

В состоянии теплового равновесия R = R, т. е. согласно фор.мулам (135) и (136), [c.356]

Из повседневного опыта каждый знает, что бывают тела горячие и холодные. При контакте двух тел, из которых одно мы воспринимаем как горячее, а другое — как холодное, происходят изменения физических параметров как первого, так и второго тела. Например, твердые и жидкие тела обычно при нагревании расширяются. Через некоторое время после установления контакта между телами изменения макроскопических параметров тел прекращаются. Такое состояние тел называется тепловым равновесием. Физический параметр, одинаковый во всех частях системы тел, находящихся в состоянии теплового равновесия, называется температурой тела. Если при контакте двух тел никакие их физические параметры, например объем, давление, не изменяются, то между телами нет теплопередачи и температура тел одинакова. [c.76]

Экспериментальные исследования свойств газов показали, что для любых газов, находящихся в состоянии теплового равновесия, отношение произведения давления газа на его объем к числу молекул оказывается одинаковым [c.77]

Мы выделяем тепловое излучение, противопоставляя его различным видам люминесценции (свечение тел в результате электрического разряда, химических процессов и т.д.), так как это единственный вид излучения, который может находиться в состоянии теплового равновесия с различными телами. [c.400]

В состоянии теплового равновесия свободная энергия должна быть минимальна по отношению к изменению п, т. е. должно вы- [c.89]

Здесь fp(E) — функция распределения для дырок. Вероятность того, что в состоянии теплового равновесия на уровне с энергией отсутствует электрон, т. е. что этот уровень занят дыркой, составляет [c.245]

Флуктуации. После достижения равновесия в изолированной системе ее энтропия, считает Больцман, может незначительно отклоняться — флуктуировать — от своего максимального значения. Опираясь на флуктуационные представления, он предлагает первое научное решение проблемы тепловой смерти Вселенной Если представить себе Вселенную как механическую систему, состоящую из громадного числа составных частей и с громадной продолжительностью существования, так что размеры нашей системы неподвижных звезд ничтожны по сравнению с протяженностью Вселенной, и времена, которые мы называем эрами, ничтожны по сравнению с длительностью ее существования. Тогда во Вселенной, которая в общем везде находится в тепловом равновесии, т. е. мертва, то тут, то там должны существовать сравнительно небольшие области протяженности звездного пространства (назовем их единичными мирами), которые в течение сравнительно короткого времени эры значительно отклоняются от теплового равновесия... Если предположить, что Вселенная достаточно велика, то вероятность нахождения ее относительно малой части в любом заданном состоянии (удаленном, однако, от состояния теплового равновесия) может быть сколь угодно велика... Этот метод кажется мне единственным, при котором можно представить себе второе начало, тепловую смерть каждого единичного мира, без одностороннего изменения всей Вселенной от определенного начала к заключительному конечному состоянию . [c.87]

Изолированные статистические системы находятся или с течением времени приходят в состояние теплового равновесия. При наложении на такую равновесную систему возмущения (например, внешнего механического поля) в системе, которая в результате этого воздействия становится неравновесной, возникают неравновесные необратимые процессы. [c.164]

Эмпирической температурой тела называют установленную-опытным путем меру отклонения термодинамического состояния тела от состояния теплового равновесия с тающим льдом, находящимся под нормальным атмосферным давлением. [c.19]

Переход из неравновесного состояния в равновесное представляет собой переход из состояния, которое может осуществляться меньшим числом способов, в состояние, осуш,ествляемое значительно большим числом способов. Наиболее вероятным для замкнутой системы будет то состояние, которое осуществляется наибольшим числом способов, т. е. состояние теплового равновесия. [c.76]

Первая попытка объяснить высокую электропроводность металлов была предпринята Друде (1900), который предложил рассматривать электроны как свободные, испытывающие мгновенные столкновения с ионами (точнее, с их непроницаемыми сердцевинами), а в промежутке между столкновениями, не взаимодействующими ни с ионами, ни с электронами. Вероятность столкновения в единицу времени обратно пропорциональна времени релаксации X (времени свободного пробега), которое не зависит от пространственного положения электрона и его скорости. В состояние теплового равновесия электроны приходят только благодаря столкновениям. [c.41]

Эксергией называется максимальное количество работы, которое может совершить термодинамическая система температурного уровня Т при обратимом ее переходе в состояние теплового равновесия с окружающей средой, т. е. под эксергией понимается та часть энергии, которая может быть полностью превращена в другой вид энергии [c.21]

Явления увеличения энтропии при протекании реальных процессов в изолированных системах характеризуют как бы деградацию энергии. Это послужило поводом немецкому ученому Р. Клаузиусу высказать мысль о том, что все процессы, происходящие во Вселенной, ввиду их односторонней направленности должны привести Вселенную в состояние теплового равновесия. Однако Вселенная не может рассматриваться как изолированная система, поэтому полученные закономерности изолированных систем к ней не могут быть применены. [c.67]

Численная величина температуры может быть измерена при помощи различных термодинамических устройств (термометров) принцип устройства их основан на зависимости от температуры какого-либо из свойств вещества, например теплового расширения, давления насыщенного пара, давления вещества в газообразном состоянии при постоянном объеме или, наоборот, объема его при постоянном давлении, электрического сопротивления, контактной э. д. с., теплового излучения и др. Применение термометров основывается на том факте, что два соприкасающихся тела через некоторое время приходят к состоянию теплового равновесия и принимают одинаковую температуру. [c.10]

Процесс воспламенения всегда предшествует горению. Реакции окисления горючей смеси, помещенной в сосуде, происходят и при невысоких температурах, но они протекают медленно и, например, горючая смесь при комнатной температуре и при атмосферном давлении может храниться в сосуде как угодно долго, так как тепло, выделяемое при реакциях, будет теряться в окружающую среду и смесь будет находиться в состоянии теплового равновесия. Если начальную температуру смеси [c.228]

Любой процесс нагревания или охлаждения тела можно условно разделить на три режима. Первый из них охватывает начало процесса, когда характерной особенностью является распространение температурных возмущений в пространстве и захват все новых и новых слоев тела. Скорость изменения температуры в отдельных точках при этом различна, и поле температур сильно зависит от начального состояния, которое, вообще говоря, может быть различным. Поэтому первый режим характеризует начальную стадию развития процесса. С течением времени влияние начальных неравномерностей сглаживается и относительная скорость изменения температуры во всех точках тела становится постоянной. Это — режим упорядоченного процесса. По прошествии длительного времени — аналитически по истечении бесконечно большого времени— наступает третий, стационарный режим, характерной особенностью которого является постоянство распределения температур во времени. Если при этом во всех точках тела температура одинакова и равна температуре окружающей среды, то это — состояние теплового равновесия. [c.223]

Удельная электропроводность. Так как в состоянии теплового равновесия средняя скорость электронов в любом направлении равна нулю, то ее можно не учитывать при вычислении плотности электрического тока и удельной электропроводности проводника, принимая во внимание только скорость дрейфа электронов Од. [c.182]

Так как вследствие рассеяния электронов на дефектах решетки их движение становится беспорядочным, энергия переходит в энергию беспорядочного теплового движения, вызывая повышение температуры электронного газа — его разогрев. Электроны, движущиеся в решетке, все время обмениваются энергией с атомами решетки. Этот обмен происходит путем поглощения и испускания квантов энергии колебаний решетки — фононов. В состоянии теплового. равновесия, когда температуры электронного газа и решетки одинаковы, устанавливается равновесие между процессами испускания [c.193]

Рис. 9.3. К объяснению эффекта Пельтье а — энергетическая диаграмма цепи металл—полупроводник—металл в состоянии теплового равновесия б — то же при пропускании тока

Рис. 10.11. Трехслойная структура пленочного транзистора (а) и ее энергетическая диаграмма в состоянии теплового равновесия (б), при подаче смещения на коллектор (в) и в транзисторном режиме (г)

Изделия, эксплуатирующиеся при пониженном давлении в течение времени, недостаточного для нагрева до состояния теплового равновесия, включают под нагрузку после достижения в камере заданного давления. Затем электрическую нагрузку снимают, а давление в камере плавно повышают до нормального. Изделия извлекают из камеры и осматривают. Осмотру и проверке может предшествовать выдержка изделий в нормальных условиях. [c.480]

Если в изолированной системе произошли все возможные изменения, то ее энтропия остается постоянной. Причем величина энтропии максимальна в сравнении со всеми другими возможными значениями для данной энергии и данного объема. Система находится в состоянии теплового равновесия. Таким образом, максимум энтропии является условием равновесия системы при данном ее объеме и энергии. На это в свое время ука- [c.50]

В такой системе, как наш мир, с течением времени, исчисляемого рядом эпох, в результате происходящих в ней необратимых процессов, обусловливающих переход всех видов энергии в тепловую и рассеяния последней между различными частями системы и, как следствие этого, выравнивания во всех участках мира температуры — все процессы прекратятся и наступит состояние теплового равновесия. При этом состоянии вселенной энтропия достигнет своего максимума, т. е. дальнейшее возрастание ее сделается невозможным и наступит то, что называют тепловой смертью . [c.104]

Изложенная в монографии теория относится к случаю простого" нагревания или охлаждения (см. 1 гл. I), когда, следовательно, предельное состояние системы, соответствующее х- оо, есть состояние теплового равновесия. Нами произведено обобщение теории на случай неравновесного предельного состояния, когда при т - оо поле температур системы неравномерное, так что температура любой ее точки в предельном состоянии, которую мы обозначим t, является функцией координат [c.398]

Вот первое возражение, которое может быть сделано сразу, но которое может быть легко устранено. Столкновения, о которых я сейчас говорил, вводят для резонаторов новую причину затухания, которая выражается увеличением коэффициента сопротивления vj в уравнении (37) но тогда, согласно сказанному в начале п. 40, резонаторы не получат от черного излучения ту энергию, которую мы для них принимаем. Можно на это ответить, что в состоянии теплового равновесия как раз бьющие в резонаторы частицы восполнят этот недостаток, давая резонаторам энергию, которую излучение им дать не может. [c.89]

При выборе тела в качестве термометра необходимо условиться, по какому признаку выбранного тела можно судить о состоянии теплового равновесия между термометром и измеряемым телом, а также необходимо указать, какими единицами будет измеряться температура. [c.70]

Если в системе установилось состояние теплового равновесия, то из второго закона термодинамики следует, что излучение в полости не может нарушить температурного равновесия между двумя частями тела. [c.126]

Если две первоначально изолированные системы приведены в контакт друг с другом через общую стенку, то последующие события зависят от природы стенки. Если стенка допускает тепловое, но не материальное взаимодействие, то ее называют диатермальной. В таком случае в конце концов будет достигнуто новое состояние теплового равновесия объединенной системы. Последующее разделение двух первоначальных систем не приведет к изменению теплового состояния каждой из них. В противоположность диатермальной стенка, непроницаемая для тепла (но допускающая, например, чтобы над ограниченной ею системой совершалась механическая работа), называется адиабатической. [c.13]

Газы в состоянии теплового равновесия. Для того чтобы найти более совершенный способ определения температуры, нужно найти такую величину, которая была бы одинаковой для любых тел, находяп ихся в состоянии теплового равновесия. [c.77]

Остановимся подробнее на понятии теплового равновесия, очень важном для последующего изложения, в значительной мере связанного с изучением энергетики п юцессов излучения и поглощения света. Для этого полезно обратиться к термодинамическому рассмотрению явлений внутри замкнутой полости. Пусть стенки этой полости полностью отражают падающий на них свет. Поместим в полость какое-либо тело, излучающее световую энергию. Внутри полости возникнет электромагнитное поле и в конце концов ее заполнит излучение, находящееся в состоянии теплового равновесия с телом. Равновесие наступит и в том случае, когда каким-либо способом нацело устранится обмен теплом исследуемого тела с окружающей его средой (например, будем проводить этот мысленный опьгг в вакууме, когда отсутствуют явления теплопроводности и конвекции). Лишь за счет процессов испускания и поглощения света обязательно наступит равновесие излучающее тело будет иметь температуру, равную температуре электромагнитного излучения, изотропно заполняющего пространство внутри полости, а каждая выделенная часть поверхности тела будет излучать в единицу времени столько энергии, сколько она поглощает. При этом равновесие должно наступить независимо от свойств тела, помещенного внутрь замкнутой полости, влияющих, однако, на время установления равновесия. Плотность энергии электромагнитного поля в полости, как показано ниже, в состоянии равновесия определяется только температурой. [c.400]

Аналогичные замечания должны были быть по существу сделаны уже в 15 (ср. примечание на стр. 66), так как ул<е наличие градиента скорости является термодинамической нерав-новесностью. Именно, под давлением р, которое входит в выражение для тензора плотности потока импульса в вязкой жидкости, следует понимать ту функцию р = р(е,р), которой она является в состоянии теплового равновесия. При этом р не будет уже, строго говоря, давлением в обычном смысле слова, т. е. пе будет совпадать с нормальной силой, действующей на элемент поверхности. В отличие от того, что было сказано выше [c.275]

При этом хотя излучение каждого тела зависит только от его собственной температуры, а не от температуры окружающих тел, более теплые тела будут охлаждаться, так как они испускают большее количество энергии, чем получают от окружающих тел, а менее нагретые тела нагреваются, потому что они получают больше энергии, чем отдают. Кроме того, пространство внутри полости всегда заполнено лучистой энергией. Опыт показывает, что в конечном счете устанавливается стационарное состояние (тепловое равновесие), при котором все тела, приобретают одинаковую температуру. В таком состоянии тела поглощают в единицу времени столько энергии, сколько отдают ее, а плотность излучения в пространстве между ними достигает некоторой определенной величины, соответствующей данной температуре. Отсюда ясно, что если два тела обладают различной способностью к поглощению, то и их способность к испусканию не может быть одинаковой. Действительно, раз установилось тепловое равновесие, то для каждого тела имеет место равенство между количеством испускаемой и поглощаемой им в единицу времени энергии. На основе этих рассуждений Прево (1809) сформулировал следующее правило если два тела поглощают разное количество энергии, то и испускание их различно. [c.131]

Температура может быть измерена при помощи различных термометрических устройств (термометров), применение которых основывается на том, что два соприкасающихся тела через некоторое время приходят к состоянию теплового равновесия, т. е. принимают одинаковую температуру. Отсчет температуры производится по шкале температур. Шкала температур уста-павлипается путем деления разности показаний термометра в двух произвольно выбранных постоянных температурных точках на некоторое число равных частей, называемых градусами. Для измерения температур более высоких или более низких, чем выбранные температурные точки, с обеих сторон шкалы наносят добавочные деления той же величины. Так как выбор постоянных температурных точек и цены деления шкалы является произвольным, то может быть множество различных шкал температуры. [c.11]

Выше твердые тела рассматривались (в основном) при условии, что на них не действуют внешние силы. В этом случае межатомные расстояния соответствуют состоянию теплового равновесия, и взаимное расположение различных частей тела должно отвечать состоянию механического равновесия. Если же на тело начнут действовать какие-либо внешние силы, то будет происходить его деформирование, расстояния между атомами и молекулами изменятся, и тело окажется выведенным из состояния равновесия. В нем возникнут силы, которые будут стремиться возвратить тело в равновесное состояние. Эти силы вызывают внутренние напряжения. Они обусловливаются, очевидно, межатомными (межмолекуляриыми) силами, которые обычно имеют относительно небольшой радиус действия. [c.187]

Термогальваническую коррозию не следует смешивать с явлениями коррозии при переносе тепла. В первом случае каждый отдельно взятый электрод коррозионного элемента находится в состоянии теплового равновесия с раствором, в который он погружен, во-втором — электрод и раствор обладают различными тбмпературалми, что служит причиной возникновения теплового потока, направленного от электрода к раствору. [c.164]

Г. л. экс и тонов в полупроводниках возникает в том случае, когда кинетич. энергия зкси-тонов превышает энергию, к-рой они обладают в состоянии теплового равновесия при данной темн-ре кристалла. Эти т. н, горячие экситоны рождаются в полупроводнике в актах непрямого экситонного поглощения при переходах в состояния выше дна экситонной зоны. [c.517]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...