Формулировка первого начала термодинамики

Термодинамические понятия работа , теплота , количество теплоты , более нагретое тело употребляются при анализе состояний с отрицательной температурой в том же смысле, что и в случае состояний с положительными абсолютными температурами. Это означает, что формулировка первого начала термодинамики для систем с отрицательной абсолютной температурой остается без изменения [c.141]

ФОРМУЛИРОВКА ПЕРВОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.28]

Такая формулировка первого начала термодинамики имеет то преимущество, что здесь разделены величины, различные по своей физической природе с одной стороны, энергия, содержащаяся в теле в начальном и конечном состояниях (wj и и ), с другой — энергия, передаваемая в тепловой и механической форме и [c.24]

Формулировку первого начала термодинамики можно, как это ясно из предыдущего, обратить, т. е. можно сказать, что работа не можег ни производиться из ничего, ни бесследно уничтожаться. Формулировка второго начала термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления вечного двигателя второго рода не допускает такого обращения, по крайней мере в обычных условиях другими словами, полное обращение процессов превращения работы в теплоту невозможно. Чтобы пояснить это, рассмотрим процесс, при котором вся производимая внешними телами работа переходит в тепло, отдаваемое затем некоторому телу. Устройство, в котором совершался бы подобный про- [c.58]

При переходах системы из одного состояния в другое энергия изменяется. Каждому состоянию системы соответствует одно и только одно значение энергии. (В противном случае могли бы происходить процессы, которые шли бы с нарушением закона сохранения энергии, поэтому и два последних выделенных утверждения представляют собой возможную формулировку первого начала термодинамики.) [c.65]

Приведем формулировку первого начала термодинамики, принадлежащую Р. Кубо [38]. [c.31]

Несмотря на принципиальное различие первого и второго начал термодинамики им можно придать некоторую общность в формулировках. Первое начало термодинамики утверждает, что невозможно производить работу из ничего, т. е. нельзя создавать вечный двигатель, который совершал бы работу без внешнего источника энергии. [c.52]

При сопоставлении вечных двигателей первого и второго рода становится более ясным фундаментальное различие обоих начал термодинамики, заключающееся в следующем. Формулировку первого начала термодинамики, утверждающего невозможность существования вечного двигателя первого рода, можно, как ясно из предыдущего, обратить, т. е. можно сказать, что работа не может ни производиться из ничего, ни бесследно уничтожаться. [c.52]

Современная формулировка первого начала термодинамики по внешнему балансу и последующие построения принципиальных положений классической термодинамики, до второго начала термодинамики включительно, выполнены Рудольфом Клаузиусом (1850—1854 гг.) и В. Томсоном-Кельвином (1851—1857 гг.). Важнейшим моментом в построении первого начала термодинамики, последовавшим вслед за открытием принципа эквивалентности, является введение понятия внутренней энергии тел (В. Томсон, 1851 г.). [c.32]

Соотношение (2.2.1) можно также рассматривать как формулировку первого начала термодинамики. Так как изменение энергии V не зависит от пути, изменение из любого заданного начального состояния О в любое конечное состояние X (рис. 2.3) полностью определяется конечным состоянием X. Пусть [c.50]

Известна еще одна формулировка первого начала термодинамики — как невозможность , или ограничение, налагаемое Природой на физические процессы. Например, Макс Планк в своих Лекциях по термодинамике сформулировал первое начало следующим образом [c.51]

Это утверждение не только не противоречит, но, наоборот, вполне эквивалентно первой формулировке второго начала термодинамики. Действительно, если бы можно было получать положительную работу за счет охлаждения только одного единственного источника теплоты и притом так, чтобы вся отданная источником теплота превращалась в работу без передачи некоторой доли этой теплоты присутствующим телам с более низкой, чем у источника, температурой, то, превратив полученную работу в теплоту при температуре более высокой, чем температура источника, мы тем самым осуществили бы перенос теплоты к телу с более высокой температурой без каких-либо остаточных изменений в состоянии участвующих в процессе тел, что, как мы уже знаем, невозможно. [c.45]

Из второй формулировки второго начала термодинамики вытекают для термически однородных систем два важных следствия, первое из которых относится к изотермическим, а второе — к адиабатическим процессам. [c.45]

По существу этот вывод представлял собой исторически первую формулировку второго начала термодинамики. Таким образом, исследование Карно знаменовало собой рождение новой физической теории—теории теплоты, или термодинамики. Но работа Карно содержала нечто большее, чем просто описание нового физического принципа. Она включала также конкретные результаты, полученные на основе этого общего принципа, в частности блестящее доказательство независимости к. п. д. обратимой машины от природы рабочего тела, известное теперь под именем теоремы Карно. Другим важным выводом из исследования Карно явилось доказательство того факта, что к. п. д. обратимого теплового двигателя является верхним пределом эффективности действия двигателя вообще. [c.153]

Первая формулировка второго начала термодинамики. При теплообмене между двумя пли несколькими телами теплота самопроизвольно переходит лишь от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, но не наоборот некомпенсированный переход теплоты от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой невозможен. [c.55]

Это утверждение идентично первой формулировке второго начала термодинамики. [c.56]

Воспользуемся первой формулировкой второго начала термодинамики если бы энтропия была не однозначной функцией состояния, то через точку / (рис. 2.11, а) могли бы проходить две обратимые адиабаты, соответствующие [c.76]

С точки зрения первого начала термодинамики в природе возможен любой процесс, который не противоречит закону сохранения энергии. Однако первое начало термодинамики не рассматривает вопроса о направлении происходящих процессов. Ответ на этот вопрос дает второе начало термодинамики, содержание которого может быть выражено в нескольких одинаковых по смыслу формулировках. [c.47]

Матем. формулировка Л. р. основывается на общем ур-нии сохранения энергии, вытекающем из первого начала термодинамики [c.617]

Первая формулировка второго начала термодинамики [c.49]

В аналитическом виде второе начало термодинамики было сформулировано Р. Клаузиусом в 1850 г. (первая формулировка, стр. 50) и В. Томсоном. (Кельвином) в 1851 г. (вторая формулировка, стр. 51). Формулировка второго начала термодинамики в виде принципа о существовании адиабатически недостижимых состояний принадлежит русскому ученому Н. Н. Шиллеру (1900 г.) и К. Каратеодори (1909 г). [c.54]

На наличие особого термодинамического принципа, определяющего закономерности превращения тепла в работу в тепловых двигателях, указывал еще С. Карно в 1824 г. В аналитическом виде второе начало термодинамики было сформулировано Р. Клаузиусом в 1850 г. (первая формулировка) и В. Томсоном (Кельвином) в 1851 г. (вторая формулировка) формулировка второго начала термодинамики в виде утверждения о существовании адиабатически недостижимых состояний принадлежит русскому ученому Н. Н. Шиллеру (1900 г.) и К. Каратеодори (1909 г.). Критиче- [c.42]

К понятию и формулировке первого закона термодинамики, приведенным в параграфе 4. 1, следует добавить представление о вечном двигателе и дать аналитическое выражение первого начала термодинамики. [c.55]

Учебник Планка содержал 310 страниц текста, снабженного 5 рисунками, и имел следующее построение ч. 1—основные факты и определения (температура молекулярный вес, количество тепла — 46 страниц) ч. 2—первое начало термодинамики (общая формулировка, однородные системы, неоднородные системы — 40 страниц) [c.243]

Первое начало термодинамики представляет собой математическую формулировку количественной стороны закона сохранения и превращения энергии. Этот закон постулируется как результат теоретических и экспериментальных исследований. [c.262]

На основании первого и второго начал термодинамики можно определить лишь изменение энтропии. Для термодинамического определения абсолютного значения энтропии необходимы новые данные, которые могут быть получены при исследовании различных химических и физических процессов при очень низких температурах. Экспериментально установлено, что энтропия чистого кристаллического вещества при абсолютном нуле (или при температуре, близкой к нему) равна нулю. Это и есть формулировка третьего начала термодинамики. Исходя из этого экспериментального закона и с использованием других законов термодинамики, можно вычислить энтропию вещества и при более высоких температурах. [c.84]

Сторонники механистического взгляда на Природу сводят любую энергию к кинетической и потенциальной энергии взаимодействующих частиц. Таким образом, закон сохранения энергии в этом случае формулируется как закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергий всех частиц, из которых состоит вещество. Очень важное значение для формулировки первого начала термодинамики имели эксперименты Джеймса Прескотта Джоуля (1818-1889) из Манчестера (родился в Солфорде), пивовара и естествоиспыта-теля-любителя. Вот как Джоуль выразил свое понимание закона сохранения энергии [2,3] [c.44]

Ехли цикл совершается по часовой стрелке, то согласно принятому ранее правилу знаков для теплоты и работы применительно к рабочему телу L Z>0, Qi>-0 величина при этом не равна нулю и отрицательна. Чтобы убедиться в этом, допустим, что Qa >0. В этом случае от источника теплоты низшей температуры отнимается теплота Q . Вместе с теплотой Qi, полученной от источника теплоты высшей температуры, общее количество теплоты, отданной обоими источниками теплоты и преобразованной в работу, составит Qi + Qa = L. Превратив эту работу в теплоту при те.мпературе и передав ее источнику теплоты высшей температуры, мы придем к следующему результату от источника теплоты низшей температуры Га перенесено к источнику теплоты высшей температуры Tj Г> Га некоторое положительное количество теплоты и притом без каких-либо остаточных изменений в системе. Но согласно первой формулировке второго начала термодинамики это невозможно следовательно, Q.a не может иметь в случае L > 0 положительного значения, т. е. < 0. Таким образом, при положительной полезной работе L рабочее тело получает от более нагретого тела количество теплоты Qi и отдает менее нагретому телу количество теплоты Q,, т. е. Qj i> 0 и Qa < 0. Из этого следует, что между абсолютными значениями L, Qi и Qa существует соотношение [c.48]

Если цикл совершается по часовой стрелке, то L > О, > О, а ( 2 < 0. Очевидно, что Qg не может быть положительной величиной. В самом деле, вместе с теплотой Q , полученной от источника теплоты высшей температуры, обш,ее количество теплоты, отданной обоими источниками теплоты и преобразованной в работу, составляет -f + = L. Если Qa > О- то после превращения этой работы в теплоту при температуре t-i и передачи ее источнику теплоты с этой температурой источник не только возвратится к начальному состоянию, но и получит дополнительное количество теплоты, равное Qj- Другими словами, от источника теплоты более низкой температуры 2 будет перенесено к источнику теплоты более высокой темпратуры ti > некоторое положительное количество теплоты Q., без каких-либо остаточных изменений в системе (без затраты работы). Но согласно первой формулировке второго начала термодинамики это невозможно. Следовательно, Q2 не может иметь в случае L > О положительного значения, т. е. Q2 < 0. Таким образом, при положительной полезной работе L рабочее тело получает от более нагретого тела количество теплоты Qi и отдает менее нагретому телу количество теплоты Q , т. е. > О и Q2 < О, Из выражения (2.2) следует, что справедливо соотношение [c.61]

Первая догадка о существовании особого принципа, определяющего закономерности лревращения тепла в работу, была высказана С. Карно. (в его знаменитом сочинении Размышления о движущей силе огня и 0 машинах, способных развивать эти силы ) через 40 лет после появления яа ровой МаШ И Ны и еще до того, ка к стало известным первое начало термодинамики. Задача, которую ставил себе Карно в своем исследовании, состояла в анализе действия паровой машины, с тем чтобы выясиить, как сделать, чтобы она стала аилучшей и наиболее экономичной. Этот анализ привел Карно к основополагающей гипотезе о том, что при постоянной температуре нельзя полученное от тела тепло превратить в работу, не произведя лри этом никаких изменений в самом теле или других окружающих его телах. По существу этот вывод представлял собой начальную, исторически первую формулировку второго начала термодинамики. Таким образом, исследование Карно знаменовало собой рождение новой физической теории — теории тепла, или термодинамики. Но работа Карно содержала нечто большее, чем просто описание нового физического принципа. Она включала также конкретные результаты, полученные на основе этого общего принципа, в частности блестящее доказательство независимости к. п. д. обратимой машины от природы рабочего вещества, известное теперь лод именем теоремы Карно. Другим важным выводом из исследований Карно явилось доказательство того факта, что к. п. д. обратимого теплового двигателя является верхним пределом эффективности действия двигателя вообще. [c.95]

В заключение заметим следующее. Из того обстоятельства, что первое начало термодинамики есть не что иное, как закон сохранения энергии в применении к тепловым процессам, не следует, что это есть формулировка частного случая закона сохранения энергии. В действительности формулировка закона сохранения энергии в термодинамике является самой широкой, так как отображает изменение любого вида энергии (тепловой, механической, электромагнитной, химической и т. д.). Термодинамику определяют иногда как учение о взаимной связи, существующей во всех явлениях природы между теплотой и другими видами энергии. В этом определении теплота занимает особое положение, так как все виды энергии могут быть полностью превращены в тепловую, иными словами, всегда возможно построить такую периодически действующую машину, которая в каждом цикле превращала бы механическую или электромагнитную энергию в тепловую в то же время невозможно согласно второму началу термодинамики, к изучению которого мы перехрдим, построить такую периодически действующую машину, в каждом цикле которой происходило бы полное превращение взятой от теплового резервуара теплоты в механическую или электромагнитную энергию. [c.35]

Некоторые формулировки, сделанные при изложении первого начала термодинамики, не вполне строги и могут создать представление о запасе теплоты и работы. Уравнение (3.4) записано в полных дифференциалах работы [йА] и теплоты ( С ), тогда как в общем случае изменения работы и теплоты зависят от пути процесса. Более подробно и глубоко ознакомиться с этими вопросами можно, например, по книге И. Р. Кричевскнй. Понятия и основы термодинамики . Госхимиздат, 1962. Прим. ред. [c.49]

Сочинение М. А. Леонтовича имеет следующие построение и содержание Раздел 1 — Основные понятия и положения термодинамики (состояние физической системы и определяющие его величины работа, соверщаемая системой адиабатическая изоляция и адиабатический процесс закон сохранения энергии для адиабатически изолированной системы закон сохранения энергии в применении к задачам термодинамики в общем случае (первое начало термодинамики) количество тепла, полученное системой термодинамическое равновесие температура квазистатические (обратимые) процессы теплоемкость давление как внешний параметр энтальпия обратимое адиабатическое расширение или сжатие тела применение первого начала к стационарному течению газа или жидкости процесс Джоуля—Томсона второе начало термодинамики формулировка основного принципа). [c.364]

Клауаиус ( lausius) Рудольф Юлиус Эмануэль (1822-1888) — немецкий физик, один из основателей термодинамики и молекулярно-кинетической теории теплоты. Дал (одновременно с У. Томсоном) в 1850 г. первую формулировку второго начала термодинамики. Придерживался гипотезы У. Томсона о тепловой смерти Вселенной. Ввел первым понятие энтропии (1865 г.) идеального газа, длины свободного пробега молекул. Обосновал в 1850 г. уравнение Клапейрона — Клаузиуса. Доказал (1870 г.) теорему вириала, связывающую кинетическую анергию системы частиц с действующими силами. Разработал теорию поляризации диэлектриков (формула Клаузиуса — Моссоти). [c.264]

Сохранение энергии, которое обычно принимается в качестве первого начала термодинамики, пропущено в системе аксиом I - III неслучайно. Закон сохранения энергии в любой своей формулировке волевым образом ограничивает рассматриваемые в данной задаче формы энергии. Например, закон сохранения механической эиергии заведомо не выполняется точно, так как существует тепло, в которое при движении элементов системы переходит механическая энергия. Сохранение энергии как аксиома для этого взаимодействия лежало в основе исторически первичных результатов термодинамики. Но далее в термодинамику была включена элеюромагнитная, химическая энергия. Понятия энергии и поген- [c.13]

Отметим сразу, что по отношению к этой аддитивной постоянной 5о = Nsq у нас заранее нет никаких дополнительных соображений, а первых двух начал термодинамики для ее определения явно недостаточно. В тех задачах, для решения которых достаточно знать лишь изменения энтропии Д5 = S2- S или ее производные по в и V, выбор величины So, естественно, не ифает роли. Однако в целом ряде проблем энтропийная константа существенна, и поэтому вопрос об однозначном определении энтропии на уровне I и II начал, которые не дают никаких рекомендаций относительно выбора начала отсчета для энтропии, пока остается открытым (вплоть до формулировки III начала термодинамики) [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...