ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ Необратимые процессы

Обсуждение второго закона термодинамики в гл. 6 основано непосредственно на статистических выводах, взятых из гл. 3 и 4. Так как энтропия определена как функция состояния, анализ обратимых циклических тепловых двигателей и необратимых процессов дается как естественное применение основных принципов. [c.28]

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]

Действительно, нельзя распространять действие второго закона термодинамики, дающего достоверные результаты в земных условиях для конечных адиабатных систем, на всю вселенную. В мире происходят не только процессы необратимого рассеяния энергии, ио и обратные процессы, в результате которых происходят возрождение энергии и ее концентрация. Возникают новые звездные миры, о чем свидетельствуют исследования за последние годы. [c.132]

Т — абсолютная температура источника теплоты. Знак неравенства соответствует необратимым процессам, а знак равенства — обратимым процессам. Следовательно, аналитическое выражение второго закона термодинамики для бесконечно малого обратимого процесса имеет вид [c.109]

Второй закон термодинамики утверждает, что суш,ествует аддитивная функция состояния термодинамической системы — энтропия. При обратимых процессах в адиабатически изолированной системе ее энтропия не изменяется, а при необратимых — увеличивается. В отличие от энергии значения энтропии изолированной системы зависят, следовательно, от характера происходящих в ней процессов в ходе релаксации энтропия изолированной системы должна возрастать, достигая максимального значения при равновесии. Выясним количественную меру энтропии, вытекающую из приведенной выше формулировки второго закона. [c.50]

По второму закону термодинамики суи ествует функция состояния системы S, называемая энтропией, такая, что для любого необратимого процесса, связывающего два бесконечно близких состояния, имеет место соотношение [c.29]

Согласно второму закону термодинамики при реальных необратимых процессах, протекающих в конечной изолированной системе, энтропия возрастает, а при обратимых — остается неизменной. [c.48]

Физически этот второй закон термодинамики линейных необратимых процессов означает, что имеется некоторая симметрия во взаимодействии различных процессов возрастание потока 4, обусловленное увеличением на единицу силы (при постоянных Xk i), равно возрастанию потока / , обусловленному увеличением на единицу Х . [c.264]

Во втором издании учебника в первой части более подробно рассмотрены вопросы трактовки первого и второго законов термодинамики, реальных газов значительно переработаны разделы химической термодинамики, дифференциальных уравнений термодинамики, паровых и парогазовых циклов включены разделы, посвященные эксергетическому методу исследования, термодинамике плазмы, термодинамике необратимых процессов. [c.3]

Свойство энтропии возрастать в необратимых процессах, да и сама необратимость находятся в противоречии с обратимостью всех механических движений и поэтому физический смысл энтропии не столь очевиден, как, например, физический смысл внутренней энергии. Максимальное значение энтропии замкнутой системы достигается тогда, когда система приходит в состояние термодинамического равновесия. Такая количественная формулировка второго закона термодинамики дана Клаузиусом, а ее молекулярно-кинетическое истолкование Больцманом, который ввел в теорию теплоты статистические представления, основанные на том, что необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. [c.76]

Термодинамический анализ неравновесных процессов составляет главную задачу и содержание термодинамики необратимых процессов. Этот анализ основывается на втором начале термодинамики кроме того, естественно, используются также первое начало термодинамики и законы сохранения вещества, заряда, количества движения. Рассматриваемые процессы предполагаются не очень сильно отклоняющимися от равновесных. Помимо этого принимается, что исследуемые термодинамические системы изотропны, а внешние силовые поля не меняются во времени эти последние предположения не являются существенными и вводятся в основном для упрощения. [c.331]

Хотя второй закон термодинамики, сформулированный в середине XIX в., содержал принципиальную возможность приложения термодинамического подхода к описанию неравновесных процессов, основное применение термодинамики до недавнего времени ограничивалось исследованием равновесных свойств вещества. В последние десятилетия ведется интенсивное развитие неравновесной термодинамики, представляющей макроскопическую теорию необратимых процессов, протекающих в природе. [c.3]

Вместе с тем Р, Клаузиус, основываясь на ненаучном представлении о конечности вселенной и односторонней направленности теплообмена, дал ошибочную формулировку второго закона термодинамики энтропия вселенной стремится к максимуму . По Клаузиусу, во вселенной все время происходят необратимые процессы превращения энергии в теплоту, А так как вселенная конечна и общее количество энергии в системе неизменно, то [c.146]

Принятый метод исследования является термодинамическим. Он опирается на основные положения термодинамики, знание которых является отправным пунктом при изучении термодинамических свойств веществ. К ним относятся первый и второй законы термодинамики, понятия о термодинамической температуре и энтропии, представления об обратимости и необратимости процессов и некоторые другие положения, вытекающие из первого и второго начал термодинамики. В книге не будут вводиться определения различных термодинамических величин (внутренней энергии, энтальпии, теплоемкости и т. д.), так как они даны в соответствующих курсах термодинамики. [c.5]

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

Второй закон термодинамики определяет одностороннюю направленность самопроизвольных необратимых процессов и односторонние необратимые превращения энергии, которые их (процессы) сопровождают. [c.59]

Второй вид необратимости — внешняя необратимость— связан с подводом или отводом теплоты. Обратимый (бесконечно медленный) подвод теплоты возможен, если разность температур источника теплоты и получающей теплоту термодинамической системы стремится к нулю. Если же эта разность температур имеет конечное значение, то процесс необратим, при этом степень необратимости тем больше, чем больше разность температур. В то время как внутренняя необратимость приводит к простым вредным последствиям в виде уменьшения работы, внешняя необратимость, связанная с передачей энергии в форме теплоты, имеет более сложную природу, обусловленную самой сутью второго закона термодинамики. Смысл и последствия необратимости при передаче теплоты будут более подробно рассмотрены в последующем (см. 10). [c.48]

Приведенные ранее две формулировки второго закона термодинамики самым тесным образом связаны с понятием необратимости. Действительно, формулировка Томсона — Планка накладывает запрет на двигатель, который полностью превращает в работу теплоту, взятую от горячего источника. Нарушение такого запрета равносильно существованию обратного процесса для самопроизвольного прямого процесса превращения работы в теплоту, т. е. обратимости последнего процесса. Формулировка Клаузиуса накладывает запрет на обратный процесс переноса теплоты, т. е. на обратимость обычного прямого переноса теплоты — самопроизвольного процесса. Таким образом, обе формулировки запрещают обратимость для самопроизвольного процесса. [c.48]

Важные положения в точных науках выражают, как правило, не только словами, но и в виде математической формулы. Так, первый закон термодинамики выражается формулой (2.1). Второй закон термодинамики, согласно которому все реальные самопроизвольные процессы в макроскопических системах необратимы, также имеет свое аналитическое выражение. Главной величиной в этом выражении является энтропия , [c.67]

Подводя итог, отметим, что, согласно второму закону термодинамики, как теплота, так и работа обратимого процесса всегда больше этих величин для аналогичного необратимого процесса. Приведенный выше анализ подтверждает этот вывод применительно к системе, имеющей тепловое и механическое взаимодействие с окружающей средой, а также к адиабатной системе, взаимодействующей с окружающей средой только механически. Сказанное справедливо и для изолированной системы, а также для немеханических видов работы, когда объем системы не изменяется. [c.76]

Выражения (3.54) н (3.55) часто записывают совместно, получая объединенное аналитическое выражение первого и второго законов термодинамики для обратимых и необратимых процессов [c.77]

Необратимость процессов является одним из вопросов, рассматриваемых при анализе второго закона термодинамики. Результаты термодинамических расчетов, без учета необратимости реально протекающих процессов, не согласуются с опытом, и поэтому, чтобы полнее вскрыть содержание второго закона термодинамики, необходимо обсудить вопрос о необратимости термодинамических процессов. [c.52]

Из приведенного выше анализа следует, что любой реальный самопроизвольный процесс является необратимым. Этот логический вывод из анализа протекания реальных процессов является наиболее общей формулировкой второго закона термодинамики. [c.54]

Аналитическое выражение второго закона термодинамики. Дадим аналитическое выражение второго закона термодинамики для обратимых и необратимых процессов. [c.64]

Уравнения (1.203) и (1.204) представляют собой аналитическое выражение второго закона термодинамики для необратимых процессов. [c.66]

Второй закон термодинамики по существу является статическим законом, характеризующим необратимость процессов, протекающих в конечных изолированных системах, и определяющим преобладающее направление макроскопических процессов, т. е. процессов, протекающих в системах с весьма большим числом молекул. [c.67]

Основу термодинамики составляют два фундаментальных закона, которые обобщают закономерности существующих в природе явлений. Первый закон термодинамики устанавливает количественное соотношение в процессах взаимного преобразования энергии и представляет собой приложение всеобщего закона сохранения и превращения энергии к тепловым процессам. Второй закон термодинамики характеризует направление естественных (необратимых) процессов и определяет качественное отличие теплоты от других форм передачи энергии. Этот закон связан с принципом существования энтропии. [c.7]

Запишите математические выражения второго закона термодинамики для обратимых и необратимых процессов, объясните термодинамический смысл энтропии. [c.44]

Эксергетический баланс котла. КПД котла, полученный на основе теплового баланса, учитывает лишь потери энергии в установке и не отражает качественных изменений, сопровождающих реальные необратимые процессы. При необратимых процессах в соответствии со вторым законом термодинамики происходит обесценивание энергии, т. е. потеря ею способности передаваться в форме работы. Оценка эффективности работы котла с точки зрения второго закона термодинамики может быть осуществлена на основе баланса эксергии. Эксергия [c.163]

Уравнение притока тепла и уравнение второго закона термодинамики с учетом необратимости процесса пластического деформирования можно записать в виде (см. 2, 5, 6 гл. V т. 1) [c.440]

До сих пор в этой главе рассматривались необратимые процессы только в изолированных системах. Для того чтобы применить положение второго закона о необратимых процессах системам к неизолированным, изолированную систему делят на две подсистемы — нензоли-рованную систему и окружающую среду. Для энтропии всей системы по второму закону термодинамики справедливо [c.99]

На основании второго закона термодинамики энтропия сложной системьс или должна оставаться постоянной, или, в случае необратимых процессов, должна увеличиваться [c.145]

Наиболее общие условия равновесия вытекают из утверждения второго закона термодинамики о росте энтропии адиабатически изолированной системы при протекании в ней необратимых процессов. Если некоторое состояние такой системы характеризуется максимальным значением энтропии, то это состояние не может быть неравновесным, так как иначе при релаксации энтропия системы согласно вто рому закону возрастала бы, что не согласуется с предположением о ее максимальности. Следовательно, усл01вие максимальности энтропии изолированной системы является достаточным условием ее равновесности. [c.102]

Это соотношение, охватываюш,ее первый и второй законы термодинамики, называют термодинамическим тождеством. Все выведенные уравнения применимы для обратимых циклов и процессов. Для необратимых циклов имеется выражение [c.74]

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]

Применительно к рассматриваемой системе, для которой р, 7 = сопз( и, следовательно, йр, йТ=0, имеем следующее условие для обратимых и необратимых процессов, вытекающее из первого и второго законов термодинамики [c.114]

Следовательно, в изолированной (т. е. предоставленной самой себе) системе по второму закону термодинамики могут происходить необратимые процессы с уменьшаюшейся внутренней энергией сШ<.0) или в идеализированном варианте обратимые процессы с постоянной внутренней энергией сШ = 0). Реально в изолированной системе внутренняя энергия будет уменьшаться до минимума и затем сохранять постоянное значение. Достаточные условия минимума функции и=и 8, V) имеют вид [c.245]

Математическое выражение второго закона термодинамики. Чтобы физические закономерности выразить в аналитической форме, нужно устансвить математические соотношения между физическими величинами, в частности между параметрами состояния и функциями процесса. Так, для первого закона термодинамики это удалось сделать благодаря введению понятия внутренней энергии в сочетании с характеристиками процесса — теплотой и работой. Здесь же, чтобы количественно выразить принцип необратимости, был введен параметр состояния, который Р. Клаузиус назвал энтропией. [c.37]

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]

Если первичная энергия является работой любого вида, то с помощью идеального преобразователя, в котором отсутствуют неравновесные, необратимые процессы (трение, электрическое сопротивление, диффузия и тому подобные процессы диссипации), она может быть полностью преобразована в энергию любого иного вида. Максимальная 1еоретпческая эф41ективность преобразования работы в любую иную форму энергии (т. е. наибольший КПД преобразователя работы) равна единице. В реальных преобразователях имеются процессы диссипации, которые переводят часть энергии, подведенной в форме работы, в энергию хаотического теплового движения микрочастиц тел, участвующих в процессе преобразования, в связи с чем эффективность преобразования снижается. Такое снижение эффективности вызвано наличием необратимых процессов, поэтому для характеристики эффек-тивпостн преобразователей работы необходимо воспользоваться вторым законом термодинамики и следствиями из него. [c.366]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...