Формулировки второго начала термодинамики

Таким образом, энтропия изолированной системы в каком-либо состоянии пропорциональна натуральному логарифму вероятности данного состояния. Так как природа стремится от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным, энтропия изолированной системы уменьшаться не может. Эти два утверждения являются, по сути дела, статистической и феноменологической формулировками второго начала термодинамики. Различие между ними состоит в следующем. Статистическая формулировка утверждает, что в изолированной системе процессы, сопровождающиеся возрастанием энтропии, являются наиболее вероятными (но не являются неизбежными), в то время как феноменологическая формулировка считает такие проце<,хы единственно возможными. [c.28]

Формулировка второго начала термодинамики [c.259]

Сокращенная формулировка второго начала термодинамики гласит, что энтропия системы может только возрастать (или оставаться постоянной). Это утверждение непосредственно применимо лишь к системам 1 и 2 класса. Системы 3 и 4 классов способны к уменьшению энтропии благодаря поступлению тепла или вещества извне. [c.7]

Неоценимый вклад в развитие термодинамики внесли наши ученые. В конце XIX в. профессор Киевского университета Н. Н. Шиллер дал новую формулировку второго начала термодинамики, которая в 1909 г. была развита немецким математиком Каратеодори. В 1928 г. Т. А. Афанасьева-Эренфест, критически анализируя работы Шиллера и Каратеодори, впервые показала, что второе начало термодинамики состоит из двух независимых положений, являющихся обобщением данных опыта и относящихся, с одной стороны, к состояниям равновесия, а с другой — к неравновесным процессам. [c.12]

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ИСХОДНАЯ ФОРМУЛИРОВКА ВТОРОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.49]

Приняв термодинамическую температуру положительной, получаем выражение одностороннего характера самопроизвольного перехода теплоты при тепловом контакте двух тел в виде (3.62), т. е. приходим к формулировке второго начала термодинамики для нестатических процессов в виде утверждения о самопроизвольном переходе теплоты от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой при их непосредственном тепловом контакте . [c.81]

Остается также прежней формулировка второго начала термодинамики в виде закона о существовании и возрастании энтропии, другие же формулировки этого начала изменяются. Выберем за исходное такое выражение второго начала, которое непосредственно следует из опыта по превращению теплоты в работу и работы в теплоту. [c.142]

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]

Из сопоставления указанных выводов со вторым началом термодинамики видна их эквивалентность. Различие в статистической и феноменологической формулировках второго начала состоит в следующем Статистическая формулировка второго начала утверждает, что в замкнутой системе процессы, сопровождающиеся возрастанием энтропии, являются наиболее вероятными, тогда как феноменологическая формулировка считает такие процессы единственно возможными. Это различие весьма существенно статистическая формулировка второго начала термодинамики не только не отриц.ает, но, напротив, предполагает возможность процессов, в результате которых система переходит из более вероятных состояний в менее вероятные, а энтропия уменьшается, тогда как феноменологическая формулировка полностью исключает возможность подобных процессов. [c.91]

Указанное обстоятельство сближает обе формулировки второго начала термодинамики и практически снимает отмеченное выше их различие. [c.91]

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]

Формулировка второго начала термодинамики о существовании адиабатически недостижимых состояний также сохраняет свою силу. [c.642]

Что касается формулировки второго начала термодинамики в форме Томсона—Планка, то она перестает быть справедливой при Т О, так как в области отрицательных температур можно осуществить двигатель, который производил бы работу только за счет охлаждения одного тела без каких-либо изменений в других телах. [c.642]

По второму началу термодинамики любой реальный самопроизвольный процесс является необратимым. В 1850 г. один из основателей термодинамики Р. Клаузиус дал такую формулировку второго начала термодинамики теплота не может сама собой переходить от более холодного тела к более нагретому 21]. [c.56]

Все приведенные постулаты второго начала термодинамики эквивалентны между собой и все отражают необратимость реальных процессов. Одновременно эти формулировки (особенно последняя) утверждают и невозможность построения вечного двигателя второго рода, который способен был бы работать без разностей температур, т. е. при наличии только одного источника теплоты. Если бы такой двигатель можно было построить, то он работал бы, например, за счет охлаждения атмосферы воздуха, воды в океане и т. п. Утверждение принципа о невозможности построения вечного двигателя второго рода также может служить формулировкой второго начала термодинамики. [c.56]

Такое гипотетическое циклически действующее устройство, способное производить работу на основе теплообмена с одним источником теплоты, назовем вечным двигателем второго рода. Итак, возможна еще одна формулировка второго начала термодинамики [c.39]

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]

Вторая формулировка второго начала термодинамики. Тепловой двигатель, с помощью которого можно было бы полностью превратить в работу теплоту, полученную от какого-либо тела, и притом так, чтобы телам с меньшей температурой, участвующим в процессе не передавалось некоторое количество теплоты, называют вечным двигателем второго рода. Такой двигатель не осуществим. [c.56]

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

Из второй формулировки второго начала термодинамики для термически однородных систем вытекают два важных следствия. [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]

Соответствующее доказательство, основанное на второй формулировке второго начала термодинамики, ясно из рис. 2.11, б. Если через точку / проходят две обратимые адиабаты (причем S2 > Si), то в результате цикла 1—а—Ь—1 будет произведена положительная работа за счет охлаждения единственного источника теплоты температуры Т. Если же обратимая адиабата дважды пересекается с изотермой (рис. 2.11, б), то имеется прямой цикл с одним источником теплоты. Однако оба эти случая противоречат второй формулировке второго начала термодинамики и потому невозможны. [c.77]

Классические формулировки второго начала термодинамики [c.103]

В применении к теории круговых процессов формулировка второго начала термодинамики может быть дана и в такой редакции для осуществления кругового процесса необходимо иметь не менее двух источников теплоты различной температуры. [c.104]

Самопроизвольные (а значит, и неравновесные) процессы в изолированной системе всегда приводят к увеличению энтропии. Это положение предстаЕ)ляет собой наиболее общую формулировку второго начала термодинамики для неравновесных процессов, известную под названием принципа возрастания энтропии. [c.27]

В виде оформленной научной системы, исходящей из работ Карно и закона сохранения и превращения энергии, термодинамика появилась в 50-х годах XIX в. в трудах Клаузиуса и Томсона (Кельвина), давших современные формулировки второго начала термодинамики и введпгих важнейшие понятия энтропии и абсолютной температуры. Основным методом исследования термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. [c.11]

Это дополнительное условие приводит к формулировке второго начала термодинамики для равновесных процессов в адиабатных системах в виде закона возрастания знтропии (см. 17), [c.62]

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]

Соответствующее доказательство, основывающееся на второй формулировке второго начала термодинамики, ясно из рис. 2.20, б. Если через точку 1 проходят две обратимые адиабаты (причем Sj положительная работа за счет охлаждения един- [c.59]

Статистическая формулировка второго начала термодинамики. Предположим, что изолированная система находилась вначале в неравновесном состоянии, вероятность котосого есть ] 1. По истечении некоторого промежутка времени система перейдет из неравновесного состояния в равновесное, характеризующееся максимальной величиной вероятности 1 2. При этом переходе из менее вероятного состояния в более вероятное энтропия системы возрастает согласно формуле Больцмана на [c.90]

После Карно обоснованием второго начала термодинамики занимались Тсмсон и Клаузиус. Томсон сформулировал второе начало термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления теплового двигателя с одним единственным источником теплоты, т. е. такой машины, которая путем охлаждения моря или земли производила бы механическую работу в любом количестве, вплоть до исчерпания теплоты моря и суши и в конце концов всего материального мира. Ему же принадлежит открытие термодинамической шкалы температур. Клаузиус исходил из идей Карно и придал выводам последнего большую общность и строгость с учетом эквивалентности тепла и работы, т. е. окончательно освободил термодинамику от гипотезы о теплороде. Исторической заслугой Клаузиуса является формулировка второго начала термодинамики в виде следующего утверждения теплота сама собой не может переходить от тела холодного телу горячему. Позже он дал более расширенную формулировку второе начало гласит, что все совершающиеся в природе превращения в определенном направлении, которое принято в качестве положительного, могут происходить сами собой, т. е. без ксмпенсации, но в обратном, т. е. отрицательном, направлении они могут происходить только при условии, если одновременно происходят компенсирующие процессы. Далее Клаузиус вывел на основе этого принципа особую функцию состояния — энтропию. С помощью этого нового понятия Клаузиус придал второму началу термодинамики форму закона возрастания энтропии изолированной системы. Этот закон, по мнению Клаузиуса, должен был иметь силу для всей Вселенной, что оказалось неправомерной, а потому и неверной для всей Вселенной экстраполяцией второго начала термодинамики. [c.154]

Планк использовал понятие о вечном двигателе второго рода, введенное Оствальдом, для формулировки второго начала термодинамики в следующем виде невозможно построить периодически действующую машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза и соответствующему охлаждению теплового резервуара (эту формулировку называют иногда формулировкой Тсмсона—Планка, поскольку понятие о вечном двигателе второго рода в упомянутом смысле имелось уже у Томсона). [c.154]

Вторая формулировка второго начала термодинамики о невозможности вечного двигателя второго рода также сохраняет свою силу, однако вследствие указанного различия в свойствах систем с7 ООи7 <50 эту формулировку нужно уточнить следующим образо.м вечный двигатель второго рода (т. е. устройство, которое полностью превращало бы в работу теплоту какого-либо тела без передачи части этой теплоты другим телам) невозможен, причем это утверждение не допускает обращения в случае обычных систем с 7 )> О и допускает обращение. для необычных систем при Г <1 О (обращение утверждения о вечном двигателе второго рода означает замену в формулировке второго начала термина теплота термином работа ). [c.641]

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]

Волее общее и строгое доказательство основано на втором следствии второй формулировки второго начала термодинамики. Согласно Вы- [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...