Второй закон термодинамики, энтропия и абсолютная температура

Рассматриваются общие вопросы классической термодинамики принцип макроскопической необратимости и второй закон термодинамики энтропия и абсолютная температура критерии равновесия и устойчивости равновесие систем, СОСТОЯЩИХ из нескольких фаз. [c.2]

Пример 3.1. Исходя из второго закона термодинамики, обосновать существование абсолютной температуры и энтропии. [c.82]

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 и введших важнейшие понятия энтропии и абсолютной температуры. Основным методом исследования в термодинамике XIX в. был метод круговых процессов. [c.10]

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]

Вывод о существовании энтропии 5 и абсолютной температуры Т как термодинамических функций состояния любых тел составляет основное содержание второго начала термодинамики (по терминологии Н. И. Белоконя — второго начала термостатики). Математическое выражение в форме равенства 6Q= 8Q +6Q = TdS распространяется на любые процессы — обратимые и необратимые. В качестве постулата для вывода этого закона может быть использовано утверждение, что температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена между телами, т. е. между телами и элементами тел, не находящимися в тепловом равновесии, невозможен одновременный и самопроизвольный (по балансу) переход теплоты в противоположных направлениях — от тел более нагретых к телам менее нагретым и обратно [7]. Из этого постулата вытекает ряд важных следствий о невозможности одновременного осуществления полных превращений теплоты в работу и работы в теплоту (следствие 1), о несовместимости адиабаты и изотермы (следствие 2), теорема о тепловом равновесии тел (следствие 3) [7]. [c.57]

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]

Согласно второму закону термодинамики, всякая система стремится к минимальному значению свободной энергии Р = II — ГЗ, где Р — свободная энергия V — внутренняя энергия системы Т — абсолютная температура 5 — энтропия. Изменение величины свободной энергии в зависимости от температуры для твердого и жидкого состояния схематически показано на рис. 48. При температуре 7 п , свободные энергии обоих состояний равны. Такую температуру называют равновесной или теоретической температурой кристаллизации. [c.101]

Принцип сохранения энергии для реальных материалов ограничен вторым законом термодинамики, в котором в качестве функций состояния выступают энтропия 9 и абсолютная температура Т, [c.73]

Согласно второму закону термодинамики, всякая система стремится к минимальному значению свободной энергии F=U—TS, где f —свободная энергия U— внутренняя энергия системы Т — абсолютная температура S — энтропия. Изменение величины свободной энергии в зависимости от температуры для твердого и жидкого состояний схематически показано на рис. 49. [c.132]

Статистический характер второго закона термодинамики выражается в том, что наблюдаемый нами переход тепла от тел, более нагретых, к менее нагретым, сопровождающийся ростом энтропии этих тел, является лишь наиболее вероятным, а не абсолютно необходимым. Следовательно, явления в микромире, а вместе с тем и явления в громадных пространствах вселенной, где вещество сильно разрежено, а температуры низки, могут происходить иначе и сопровождаться не увеличением, а уменьшением энтропии системы. Таким образом, процессы во вселенной идут не от. начала к концу , а происходили и будут происходить вечно. [c.49]

Температура. Температура Т Е), определяемая соотноше-нием (1.28), совпадает с термодинамической абсолютной температурой, и соответственно статистическая энтропия совпадает с термодинамической энтропией (отметим, однако, что статистическая энтропия была определена без произвольной аддитивной постоянной). Это следует, во-первых, из того, что Т (Е), как показывает соотношение (1.47), определяет условие теплового равновесия, а во-вторых, из того, что Т (Е) представляет собой интегрирующий делитель для дифференциальной формы d Q. Первое обстоятельство является характерным общим свойством температуры, а второе согласуется с определением абсолютной температуры, основанным на втором законе термодинамики. [c.32]

Обратимся теперь ко второй части второго закона термодинамики, относящейся к необратимым процессам. Усилим постулат Каратеодори и будем считать, что существуют состояния, которые не могут быть достигнуты в результате любого (т. е. не только квазистатического) адиабатического процесса. Тогда нетрудно видеть. что изменение энтропии в процессе всегда должно иметь один и тот же знак. При рассмотрении произвольного необратимого процесса знак выбирается положительным при соответствующем выборе знака абсолютной температуры Т. [c.19]

Законы термодинамики могут формулироваться по-разному. Одна из наиболее лаконичных формулировок первого и второго законов принадлежит Клаузиусу . Энергия мира постоянна, энтропия мира стремится к максимуму [1]. Для третьего закона достаточно утверждения, что при температуре абсолютного нуля энтропия является конечной и непрерывной функцией состояния [8]. [c.57]

Подобно первому и второму законам, третий закон термодинамики имеет несколько различных по форме, но равноправных по существу формулировок, в каждой из которых подчеркивается то или иное следствие общего принципа. Одна из современных формулировок третьего закона термодинамики утверждает, что в любом равновесном изотерм-ном процессе в конденсированной системе при температуре стремящейся к абсолютному нулю, изменение энтропии стремится к нулю формулировка Нернста — Симона). [c.362]

Планк в этой статье пишет При том особом положении, которое общая термодинамика занимает в системе теоретической физики, способ обоснования второго закона ее — принципа энтропии — представляется таким же важным, как и вопрос о пределах его применяемости к естественным процессам. Как известно, доказательство второго закона было первоначально обосновано на рассмотрении известных круговых процессов, приводящих к определению абсолютной температуры и энтропии, сначала для идеальных газов, а затем для любых веществ. Но уже Гельмгольц заметил, что для определения абсолютной температуры и энтропии не требуется ни рассмотрения круговых процессов, ни допущения существования идеального газа. Абсолютная температура любого тела есть именно [c.605]

Второй постулат термодинамики, являющийся основа-нием принципа существования абсолютной температуры и энтропии (второго начала термостатики) Температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена, т. е. между телами и элементами тел, не находящимися в тепловом равновесии, невозможен одновременный самопроизвольный (по балансу) переход тепла в противоположных направлениях — от тел более нагретых к телам менее нагретым и обратно . Важнейшим следствием второго постулата является следующее утверждение Невозможно одновременное (в рамках одной и той же пространственно-временной системы положительных или отрицательных абсолютных температур) осуществление полных превращений тепла в работу и работы в тепло . Второй постулат является частным выражением принципа причинной связи и однозначности законов природы. Вместе с тем, этот постулат не содержит никаких указаний о наблюдаемом в природе направлении необратимых явлений, т. е. является в полной мере симметричным. Вопрос о том, возможно ли вообще полное превращение работы в тепло или тепла в работу в рамках второго постулата остается открытым. [c.6]

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]

Вывод о существовании энтропии и абсолютной температуры как термодинамических функций состояния любых тел составляет основное содержание второго начала термодинамики (по терминологии проф. Н. И. Белоконя — второго начала термостатики). Математическое выражение в форме равенства 5Q = 5Q + 50 = Тс18 распространяется на любые процессы — обратимые и необратимые. В качестве постулата для вывода этого закона может быть использовано утверждение, что температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена между телами . [c.48]

Для формулировки второго закона термодинамики постулируется существование двух раз-гсичных параметров состояния - абсолютной температуры Т и энтропии Н. Абсолютная тем-ператураг является положительной величиной (7>0). Предполагается, что энтропия обладает свойством аддитивности, т.е. полная энтропия термодинамической системы равна сумме энтропий ее частей. Полная энтропия определяется интегралом [c.183]

В макротермодинамике такое выражение известно как выражение свободной энергии Гельмгольца 02=ф через внутреннюю энергию Я, энтропию S и абсолютную температуру 01=Г в градусах Кельвина, если в (2.14) множитель k является постоянной Больцмана. Таким образом, уравнение (2.15) действительно выражает второй закон термодинамики, если функция вероятности / имеет вытекающее из (2.18) выражение [c.42]

Второй закон термодинамики постулирует существование двух различных функции состояния — абсолютной температуры Т и энтропии 5, свойства которых будут указаны ниже. Абсолютная температура Т — положительная величина, которая является функцией только эмпирической температуры 0. Считаем, что энтропия обладает свойством аддитивности, т. е. что полная энтропия системы равна сумме энтропий ее частей. В механике сплошной среды вводят удельную энтропию (на единицу массы), или плотность энтропии 5, так что полная энтропия 5 равна интегралу рвйУ. Энтропия [c.187]

Согласно второму закону термодинамики, обратная абсолютная температура 1/Т является интегрирующим множителем для получающаяся в результате функция состояния называется энтропией 8, так что для квазистатических процессов й8 = йQ T. Это дополняет соотношения, нриведенные в начале задач 1.3 и 1.5. Используя эти соотношения, где в качестве эмпирической температуры следует выбрать абсолютную температуру как наиболее удобную, установить следующие результаты. [Заметим, что для квазистатического адиабатического процесса энтропия постоянна.] [c.17]

Известно, что не все процессы, удовлетворяющие требованиям первого закона термодинамики (выполнимость закона сохранёния энергий), действительно могут быть реализованы. Поэтому и бходимо обратиться ко второму закону термодинамики,, согласно которому, в частности, в случае обратимых процессов отношение 61Q/T, где Т — абсолютная температура, является полным дифференциалом функции состояния еистемы, которая называется энтропией s [c.52]

Может показаться что третье начало не имеет особого значения для развития представлений о свойствах вещества и термодинамических процессах. В действительности это не так. Из третьего начала вытекают, например, такие важные следствия, как утверждение о том, что при приближении температуры к абсолютному нулю коэффициентьг линейного расширения, теплоемкости, и некоторые другие характеристики также должны стремиться к нулю. Из третьего закона термодинамики следует также, что производные от энтропии по температуре и вместе с этим вторьте производные от т,ермодинамических потенциалов По тем- [c.38]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...