Возрастание энтропии. Второй закон термодинамики

Возрастание энтропии. Второй закон термодинамики [c.32]

Принцип возрастания энтропии и физический смысл второго закона термодинамики [c.123]

Уменьшение работоспособности изолированной системы, в которой происходят необратимые процессы, равно произведению приращения энтропии системы на минимальную абсолютную температуру в системе. Все необратимые процессы в изолированной системе сопровождаются обесценением энергии, которая из более полезной формы переходит в менее полезную. Происходит рассеивание энергии и ее деградация. Энтропия системы при этом увеличивается. Все самопроизвольные, т. е. необратимые процессы, протекают всегда с увеличением энтропии. Таким образом, принцип возрастания энтропии изолированной системы представляет собой общее выражение второго закона термодинамики, [c.125]

Вторую часть называют вторым законом термодинамики для необратимых процессов или принципом возрастания энтропии. [c.56]

Выше отмечалось, что второй закон термодинамики можно представлять в форме совокупности двух следующих независимых закономерностей или принципов существования энтропии (5.1) и возрастания энтропии (5.3). [c.59]

Предложено несколько формулировок второго закона термодинамика, они различаются по форме, но все отражают принцип возрастания энтропии и не содержат никаких сведений о принципе существования энтропии. [c.71]

Для бол е глубокого усвоения принципа возрастания энтропии представляется целесообразным обсудить следующие наиболее популярные формулировки второго закона термодинамики [c.71]

Два независимых принципа существования и возрастания энтропии [(5.1) и (5 3)], составляющих содержание второго закона термодинамики (5.4), используются для различных целей. [c.72]

Условия равновесия для любых термодинамических систем установлены путем использования второго закона термодинамики, который утверждает, что реальные процессы протекают с возрастанием энтропии (5.3). [c.80]

Равенство (15.35) связано со вторым законом термодинамики, сущность которого состоит в двух утверждениях. Первое называется теоремой Карно (у каждой термодинамической системы с) ществуют два свойства —ее абсолютная температура Т и ее энтропия S, такие, что в любом бесконечно малом обратимом процессе изменение количества тепла выражается формулой lQ=TdS). Второе утверждение носит название принципа возрастания энтропии, который формируется так в изолированной системе энтропия всех тел, входящих в нее, остается постоянной в течение обратимого процесса, увеличивается при необратимом (реальном) процессе и никогда не может уменьшиться AS 5 0. [c.460]

Таким образом, второй закон термодинамики состоит из констатации двух положений — суи ествования и постоянства энтропии в обратимых процессах (Карно) и возрастания энтропии в необратимых процессах (Клаузиус). [c.131]

Статистический метод исследования движения большого числа молекул, составляющих физические системы, привел Больцмана к настоящему истолкованию второго закона термодинамики и выявлению пределов приложимости этого закона. Больцман показал, что процессы с возрастанием энтропии изолированной системы являются наиболее вероятными, но не единственно возможными и что, следовательно, возможны и должны наступить такие процессы, при которых система переходит из более вероятного состояния в менее вероятное, протекающие с уменьшением энтропии. Этим, по Больцману, снимается безусловный характер необратимости и принципа возрастания энтропии. [c.106]

Второй закон термодинамики применим только к макроскопическим системам — системам, состоянии из очень большого числа частиц. Принцип же возрастания энтропии в необратимых процессах справедлив только для изолированных, макроскопических систем. Распространение принципа возрастания энтропии за пределы изолированных макросистем ничем не оправдано. [c.98]

В силу принципа возрастания энтропии возможно лишь такое течение газа, при котором — 51 > О (второй закон термодинамики). [c.118]

Теперь можно показать, чем отличается от остальных потоков он не подчиняется закону сохранения. Термический заряд в отличие от электрического может рождаться. Более того, специальный закон природы, имеющий такую же силу, как и закон сохранения энергии, гласит в изолированной системе при любых движениях энтропия возрастает. Эти два закона (сохранения энергии и возрастания энтропии) называют первым и вторым законами термодинамики. [c.13]

Глубокий смысл понятия эксергия вытекает из эквивалентности убывания эксергии и возрастания энтропии в изолированной системе. Убывание эксергии неизбежно в силу второго закона термодинамики. В отличие от энергии эксергия действительно означает способность производить работу. В обычной повседневной практике слова энергосбережение, экономия энергии на самом деле означают экономию эксергии. В силу закона сохранения материи суммарная масса всех веществ и соединений на земле остается постоянной. Вода любой степени загрязненности может быть очищена до питьевого качества — эта технология хорошо разработана, но она требует затрат эксергии. Любой металл может быть получен и из бедных руд, и из окислов, подобных ржавчине, но и этот процесс требует все больших затрат эксергии. [c.40]

Между тем термодинамическое понимание изолированной системы не дает основания считать мир изолированной системой. Кроме того, возрастание энтропии в естественных процессах, как это следует из статистического понимания второго закона термодинамики, не является единственно возможным результатом процессов. В случае малых количеств молекул в определенном объеме довольно часто может происходить не рост энтропии, а ее уменьшение, не рассеяние энергии, сопровождающееся уменьшением температурных разностей, а концентрация энергии и рост температуры. Из этого следует, что применение принципа возрастания энтропии ко всей вселенной, где процессы могут происходить и с уменьшением энтропии, является незаконным. Ф. Энгельс пишет Мы приходим, таким образом, к выводу, что излученная в мировое пространство теплота должна иметь возможность каким-то путем, — путем, установление которого будет когда-то в будущем задачей естествознания, — превратиться в другую форму движения, в которой она может снова сосредоточиться и начать активно функционировать . [c.60]

Более деликатным является вопрос о справедливости второго закона термодинамики. Энтропия есть мера беспорядка. Именно такую атомистическую интерпретацию второго закона дает статистическая механика. Возрастание энтропии, вообще говоря, выражает непреодолимую тенденцию природы к переходу в менее упорядоченное состояние — тенденцию, которой можно противостоять, лишь затратив некоторое усилие, т. е. некоторую работу. [c.256]

После указанной работы Планк возвращается к своим исследованиям второго закона термодинамики. Об этом Планк говорит в своей Научной автобиографии . Здесь записано Однако мои основные интересы сосредоточились на изучении принципа возрастания энтропии и его применения к различным физическим и химическим процессам . [c.601]

С этой точки зрения второй закон термодинамики представляется как закон вероятности, энтропия — как мера величины вероятности, а возрастание энтропии сводится просто к тому, что за менее вероятными состояниями следуют состояния более вероятные. [c.602]

Рассматриваемое адиабатическое приближение для упругой среды является кусочно-изоэнтропическим, так как распространение поверхности разрывов деформаций является процессом необратимым. Условием возрастания энтропии при переходе через поверхность разрывов (неравенством второго закона термодинамики) является термодинамическое условие совместности разрывов [16 [c.148]

Формулируя второй закон термодинамики как закон возрастания энтропии, важно помнить, что в этом виде он приложим только к адиабатически замкнутым системам. В открытых системах энтропия может и уменьшаться. Но в этом случае в окружающих телах всегда будут происходить такие изменения, что суммарная энтропия системы и окружающих тел будет возрастать. [c.47]

Второй закон термодинамики характеризует возрастание энтропии в системе, в которой происходит движение вещества или энергии [c.9]

Это соотношение также является математическим выражением второго закона термодинамики и выражает принцип возрастания энтропии. [c.74]

Допустим, что у нас имеется прибор, который может измерять х-компоненту скорости частиц и с точностью Ам. Удобно считать, что Ам пропорциональна и, чтобы ввести некоторое единообразие в последующих оценках. Допустим, что в трубу длиной L вдоль оси х влетает частица со скоростью и, и на влете ее скорость измеряется с точностью Ам. Выждав время г = Е/и, можно ввести заслонку на расстоянии AL Ам/м от закрытого торца и запереть там частицу. Мерой локализации служит величина A ,/L, примерно одна и та же для всех частиц максвелловского распределения. Такая локализация вновь уменьшает энтропию на величину ln(L/AL), и в соответствии со вторым законом термодинамики она обязательно должна сопровождаться возрастанием энтропии в приборе, измеряющем скорость частицы. Другими словами, любое измерение, которое увеличивает [c.30]

Итак, вдоль всей адиабаты Гюгонио энтропия строго возрастает с ростом давления. Важность этого результата обусловлена тем, что с его помощью можно однозначно установить знаки скачков давления и плотности в ударной волне. Для этой цели привлекается второй закон термодинамики, согласно которому энтропия теплоизолированной системы не убывает. Так как в рассматриваемой здесь модели газовой динамики процессом теплопроводности пренебрегастся, то каждую частицу газа следует считать теплоизолированной. Согласно предыдуще.му, если такая частица прошла через ударную волну с ненулевой си.юй разрыва, то в ней энтропия обязательно изменилась. В силу второго закона термодинамики это изменение должно быть возрастанием. Поэтому если состояние 1 находится перед фронтом ударной волны, то обязательно должно быть З-у > 51, и тогда из теоремы 3 следует, что Рз > Р1 п Р2 > Р - Если же состояние 1 [c.46]

Соотношение 14) часто называют вторым законом термодинамики, но при нашем подходе это название лучше оставить для закона возрастания энтропии (см. гл. 4). [c.98]

Занимаясь проблемами статистической физики, Максвелл предложил идею технического устройства, работа которого должна была бы опровергнуть второй закон термодинамики — закон возрастания энтропии. Согласно этому закону, энергия не может переходить от более холодного тела к более горячему. Максвелл предложил рассмотреть два объема газа, соединенные дверцей, которая управляется своеобразным [c.9]

В основе терм один амики явлений переноса лежат два фундаментальных закона природы закон сохранения массы и закон сохранения и превращения энергии, а также принцип возрастания энтропии (второй закон класоической термодинамики) последний является основой теоремы Онзагера. [c.7]

Второй закон термодинамики не позволяет определить меру необратимости, за которую можно принять величину дополнительного возрастания энтропии в необратимом процессе по сравнению с обратимым например, на основании (5.2) мера необратимости равна AQrlT. Отметим, что пока нет методов аналитического определения величины Qr—теплоты, обусловленной необратимостью. [c.59]

Отсюда следует, что второй закон термодинамики, устанавливающий рассмотренный здесь рост энтропии, не может считаться абсолютным и распространение его на все явления Вселенной, из которых многие нам пока еще неизвестны, незаконно. Действительно, развитая трудами ряда ученых статистическая механика, рассматривающая явления, лроисходящиев телах, как результат движения и взаимодействия отдельных молекул, устанавливает, что второй закон термодинамики и выведенные из него следствия, в частности возрастание энтропии в изолированной системе, не являются абсолютным законом, а указывают лишь на наиболее вероятное протекание явлений. Правда, вероятность именно такого результата настолько вел1 ка, что по расчету может пройти много миллионов лет, пока в телах обычных размеров удастся хотя бы па короткий момент заметить малейшие отклонения от закона роста энтропии, но в телах очень малых размеров, состоящих из небольшого числа молекул или находящихся в необычных для нас условиях, такие отклонения уже могут стать вполне реальными. [c.103]

Энтропийный метод. Энтропийный метод термодинамического анализа систем позволяет на базе первого и второго законов термодинамики найти связь между внешними энергетическими потоками (количеством теплоты и работы) и параметрами системы, а также между некоторыми внутренними параметрами. Посредством анализа теплового баланса системы, в которой совершаются термодинамические процессы, можно вычислить характеризующие их коэффициенты и сопоставить их с аналогичными коэффициентами идеальных термодинамических процессов. Это позволяет определить в данной системе суммарную потерю производимой и затрачиваемой работы вследствие необра1имости процессов. Если для инженерного анализа системы этих данных недостаточно, то анализ циклов дополняется подсчетом возрастания энтропии в отдельных частях системы. [c.68]

Выражения (71), (75), (77) для обратимых и (86), (91) и (92) для необратимых циклов и процессов являются наиболее общими математическими (формулировками второго закона термодинамики. Все они содержат новую тер.модинамическую величину — энтропию, поэтому второй закон термодинамики можно назвать законом возрастания эптропии, в то время как первый закон — законом сохранения энергии системы. Энергия изолированной системы постоянна, а энтропии [)астет. У казанные выше выражения второго закона термодинамики в обобщенной (форме характеризуются неравенствами (87), (90) и (91), представлсишчми в (форме [c.61]

При применении этого уравнения следует иметь в виду различие между обратимыми и необратимыми процессами. Только необратимые процессы приводят к производству энтропии. Очевидно, второй закон термодинамики выражает тот факт, что необратимые процессы ведут I однонаправленности времени. Положительное направление времени связано с возрастанием энтропии S. Я хочу подчеркнуть особую форму, в которой однонаправленность проявляется во втором законе. Этот закон означает существование функции, обладающей весьма специфическими свойствами. Эта специфичность проявляется в том факте, что для изолированных систем эта функция может только возрастать во времени. Такие функции играют важную роль в современной теории устойчивости систем, начало которой положила классическая работа Ляпунова. Именно поэтому эти функции были названы функциями или функционалами Ляпунова. [c.126]

Свое исследование макроскопических уравнений мы начнем отнюдь не с самого простого случая. Именно, прежде всего изучим эволюцию той величины, которая составляет основу неравновесной термодинаьшки. Свойство, которое мы собираемся установить здесь, действительно является краеугольным камнем любой макроскопической теории речь идет о выводе второго закона термодинамики. Как известно, второй закон термодинамики непосредственно связан с понятием необратимости. Этот закон гласит, что существует такая функция состояния — энтропия, которая не сохраняется. Более того, в ходе спонтанной эволюции изолированной системы эта фзщкпдя может лишь возрастать во времени в результате необратимых процессов, идущих в системе. Возрастание прекращается только тогда, когда система приходит в равновесное состояние при этом энтропия достигает максимума. При локальной формулировке скорость изменения плотности энтропии S (х t) выражается уравнением баланса типа (12.1.19) [c.55]

Одной из формулировок второго закона термодинамики, данной Клаузиусом, является закон возрастания энтропии (или обесценивания энергии) изолированной системы. Клаузиус придает закону возрастания энтропии характер универсального мирового физического закона, не знающего никаких ограничений и определяющего совместно с законом превращения и сохранения энергий еудьбы мпра. [c.73]

В. Томсон не дал никакого обоснования своей гипотезы, которая в известном смысле противоречит второму закону термодинамики, так как допускает существование определенных реальных процессов, в которых самопроизвольного возрастания энтропии не происходит (весьма существенно, что выводы В. То.мсона оказались в полном согласии с экспериментальными данными). [c.144]

Таким образом, установлено, что необратимые процессы всегда сопровождаются возрастанием энтропии. Это положение дает возможность судить о направлении процессов, что входит в круг задач второго закона термодинамики, и показывает возможную глублну процессо в. [c.151]

В свое время Клаузиус, который занимался обоснованием второго начала термодинамики после Карно, использовал положение о возрастании энтропии изолированной системы применительно ко всем реальным процессам, происходящим во Вселенной. При этом сама Вселенная трактовалась как изолированная система, в которой все реальные процессы ведут к возрастанию энтропии и, следовательно, возможности превращения теплоты в работу уменьшаются. Логическим следствием этого исходного положения явилась гипотеза о так называемой тепловой смерти Вселенной. Диалектический материалом показал глубокую ошибочность этих утверждений Клаузиуса. Вселенная не является изолированной системой, поэтому на нее нельзя распространять выводы второго закона термодинамики, подтверждаемые опытом в земных условиях. Во Вселенной возможно протекание процессов, сопровождающихся уменьшением энтропии. Убедительную критику гипотезы о тепловой смерти Вселенной дал Ф. Энгельс в своем произведении Диалектика природы . Последние научные достижения подтверждают предвидс >1е Ф. Энгельса. [c.74]

Но по второму закону термодинамики, за счет одних только внутренних процессов, без отбора тепла наружу, энтропия вещества не может уменьшаться. Отсюда следует невозможность распространения волны разрежения в виде разрыва, и из двух режимов, существование которых допускается законами сохранения массы, импульса и энергии, требование возрастания энтропии выбирает только один — ударную волну сжатия. Это положение носит совершенно общий характер и известно под названием теоремы Цемплена. В следующем параграфе будет показано, что в волнах слабой интенсивности при условии положительности второй производной (д р/дУ )з > О совокупности неравенств (1.86) или (1.87) выполняются одновременно, совершенно независимо от конкретных термодинамических свойств вещества. Это положение можно доказать и для волн не малой амплитуды и произвольного вещества. Единственное условие, которое накладывается на свойства вещества,— это чтобы ударная адиабата во всех точках была обращена выпуклостью вниз д р/дУ )ц > О, подобно тому как это имеет место для идеального газа с постоянной теплоемкостью. Подавляющее большинство реальных веществ обладает именно такими свойствами, так что утверждение о невозможности существования ударных волн разрежения имеет весьма общий характер (о некоторых исключениях речь пойдет ниже). [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...