Второй закон термодинамики Формулировка второго закона термодинамики

Используя обратный цикл Карно, рассмотрим еще одну формулировку второго закона термодинамики, которую в то же время, что и В. Томсон, предложил Р. Клаузиус теплота не может самопроизвольно (без компенсации) переходить от тел с более низкой к телам с более высокой температурой. [c.26]

Это формулировка второго закона термодинамики по Клаузиусу. [c.16]

В 50-х годах прошлого столетия Клаузиусом была дана наиболее общая и современная формулировка второго закона термодинамики в виде следующего постулата Теплота не может переходить от холодного тела к более нагретому сама собой даровым процессом (без компенсации) . Постулат Клаузиуса должен рассматриваться как закон экспериментальный, полученный из наблюдений над окружающей природой. Заключение Клаузиуса было сделано применительно к области техники, но оказалось, что второй закон в отношении физических и химических явлений также правилен. Постулат Клаузиуса, как и все другие формулировки второго закона, выражает собой один из основных, но не абсолютных законов природы, так как они были сформулированы применительно к объектам, имеющим конечные размеры в окружающих нас земных условиях. [c.108]

Одновременно с Клаузиусом в 1851 г. Томсоном была высказана другая формулировка второго закона термодинамики, из которой следует, что не вся теплота, полученная в тепловом двигателе от источника теплоты, может перейти в работу, а только некоторая ее часть. Часть теплоты должна перейти в холодильник. [c.108]

После рассмотрения прямого и обратного циклов Карно можно несколько подробнее объяснить формулировку второго закона термодинамики, данную Клаузиусом. Клаузиус показал, что все естественные процессы, протекающие в природе, являются процессами самопроизвольными (их иногда называют положительными, или некомпенсированными, процессами) и не могут сами собой без компенсации протекать в обратном направлении. [c.115]

Отсюда и формулировка второго закона термодинамики по Больцману Всякое изменение состояния системы происходит самопроизвольно только в том направлении, при котором может иметь место переход частей системы от менее вероятного к более вероятному распределению . [c.130]

Основные формулировки второго закона термодинамики. [c.135]

Уравнение (1.136) называется уравнением баланса энтропии, совокупность соотношений (1.136), (1.137) представляет собой математическую формулировку второго закона термодинамики. [c.30]

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]

Знак равенства в (8,10) относится к равновесному процессу, знак неравенства — к неравновесному самопроизвольному процессу. Соотношение (8.10) также представляет собой математическую формулировку второго закона термодинамики. Оно является общим критерием неравновесности процесса и говорит о том, что все многообразие наблюдаемых процессов можно истолковать изменением только одной функции — энтропии. [c.197]

ФОРМУЛИРОВКИ ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.43]

Например, переход работы в теплоту является самопроизвольным процессом и осуществляется полностью. В противоположность этому самопроизвольное превращение теплоты в работу не установлено. Такое превращение воз,можно только в организованном процессе и не полностью. Это нашло отражение в следующей формулировке второго закона термодинамики, предложенной М. Планком невозможно построить периодически действующую машину, результатами действия которой были бы только получение механической работы и охлаждение источника теплоты. [c.146]

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]

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

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]

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]

Таким образом, при анализе прямого цикла обнаруживается новое специфическое свойство теплоты в круговом процессе теплота нагревателя не может быть полностью превращена в работу. Эта формулировка второго закона термодинамики принадлежит С. Карно. [c.60]

Из рис. 1.41 и формулы (1.191) следует невозможно создать тепловую. машину, термический к. п. д. которой был бы равен единице. Этот вывод является другой формулировкой второго закона термодинамики, предложенной С. Карно. [c.60]

Сущность и основные формулировки второго закона термодинамики. [c.33]

Приведенные формулировки второго закона термодинамики, отражающие специфическую особенность теплоты, проявляющуюся при ее превращении, являются эквивалентными. Действительно, если допустить возможность самопроизвольного перехода теплоты от холодного источника к горячему, то последнему можно вернуть неиспользованную теплоту, и горячий источник расходовал бы всего удельной теплоты /а = /д, т. е. вся теплота, отнятая от теплоот-датчика, была бы превращена в круговом процессе в работу. Но это противоречило бы другим формулировкам второго закона. Следует еще раз подчеркнуть, что все формулировки второго закона термодинамики являются следствием наблюдений, т. е. второй закон, как и первый, является экспериментальным. [c.36]

В чем сущность и каковы основные формулировки второго закона термодинамики [c.44]

Приведенные формулировки второго закона термодинамики подчеркивают специфичность теплоты при ее превращениях в механическую работу. Если механическая работа (а также электрическая работа, работа магнитных сил и т. п.) может быть целиком превращена в теплоту, то обратный полный переход теплоты в механическую работу невозможен аже в идеальной машине-двигателе. Часть этой теплоты [c.46]

Процедура разделения полного изменения массы drn компонента 7 на внешнюю часть, обусловленную обменом с внешней средой, и внутреннюю часть, получающуюся в результате реакций внутри системы, может быть распространена на любое экстенсивное свойство. Так, например. формулировка второго закона термодинамики, приводимая в главе Ш, основана на подобном разделении полного изменения энтропии. [c.25]

Предположим, что система, которую мы будем обозначать символом 7, находится внутри системы II большего размера, и что общая система, состоящая из систем I и II, является изолированной. Классическая формулировка второго закона термодинамики тогда имеет вид [c.34]

На этом этапе мы можем ввести дополнительное уточнение в формулировку второго закона термодинамики, постулировав, что не только суммарное приращение энтропии, обусловленное внутренними необратимыми процессами, положительно, но и в каждой части внутреннего координатного пространства необратимые процессы идут в таком направлении, что происходит только положительное приращение энтропии. Такая формулировка требует, чтобы положительным был не только интеграл (3.80), но и величина [c.55]

Полученное нами уравнение (3.81) показывает, что прирост энтропии на единицу объема во внутреннем конфигурационном пространстве всегда существенно положителен. Здесь мы снова имеем пример локальной формулировки второго закона термодинамики, о чем уже говорилось в разделе 2 настоящей главы. [c.56]

Немецкий физик Л. Больцман определил положения второго закона термодинамики следующим образом все естественные процессы являются переходом от менее вероятных к более вероятным состояниям. Формулировка эта вытекает из особенности теплоты как энергии неупорядоченного движения частиц тела—движения, являющегося наиболее вероятным. В связи с этим все виды энергии легко переходят в тепло. Обратный переход от более вероятного состояния к менее вероятному ограничен определенными условиями, уже отмеченными ранее. К работам Больцмана в области второго закона термодинамики вернемся при рассмотрении вопроса об энтропии изолированной системы ( 45). [c.91]

Р. Клаузиус в 1850 г. дал такую формулировку второго закона термодинамики теплота не может сама собой переходить от более холодного тела к более нагретому. [c.53]

Если в изолированной системе происходит самопроизвольный процесс, в результате которого меняется макросостояние системы, то это значит, что новое макросостояние имеет большее количество микросостояний, его реализующих, чем предыдущее макросостояние. Ясно поэтому, что в результате самопроизвольного процесса термодинамическая вероятность состояния системы растет. Именно с этой точки зрения и была дана формулировка второго закона термодинамики Больцманом природа стремится от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным. [c.95]

Анализ особенностей тепловых процессов, выполненный Р. Клаузиусом, был далеко не очевиден, но логически безупречен. Обратив внимание на то, что формулировка второго закона термодинамики носит качественный характер, он задался целью найти его математическую форму. Он считал необходимым связать второй закон с некоторой характерной физической величиной, аналогично тому, как первый закон оказался связанным с существова1шем энергии, явился законом ее сохранения и превращения. Максимальный КПД идеальной тепловой машины, как впервые показал С. Карно, определяется соотношением [c.81]

Дру1 ая широко известная формулировка второго закона термодинамики звучит так теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому (Р. Клаузиус, 1850 г.). Несмотря на внешнее различие формулировок Томсона-—Планка и Клаузиуса, они эквивалентны. Эквивалентность формулировок означает, что каждая из них является следствием другой эквивалентность можно доказать и другим путем при нарушении одной формулировки должна нарушаться и другая (и наоборот). Воспользуемся вторым способом. Пусть имеется тепловой двигатель, отбирающий <71 = 100 кДж/кг от горячего источника, превращающий /ц=40 кДж/кг в работу и отдающий у = = 60 кДж/кг холодному источнику. Нарущим формулировку Клаузиуса, передав 60 кДж/кг от холодного источника к горячему самопроизвольно (без помощи из окрулсающей среды). После такой передачи оказывается, что горячий источник отдал 100—60=40 кДж/кг, которые тепловой двигатель полностью превратил в работу. Это — нарушение формулировки Томсона — Планка. Легко показать также, что при нарушении формулировки о принципе устройства теплового двигателя нарушается и формулировка о направлении самопроизвольного теплового потока. [c.44]

Все реальные процессы протекают с конечными ско-]х,стями, они сопровождаются трением и теплообменом нр.н конечной разности температур. Обобщение опыта практической деятельности человека приводит к заьино-чеийю любой реальный самопроизвольный процесс ман-роскопического масштаба необратим. Такова третья формулировка второго закона термодинамики, которую считают наиболее общей. [c.48]

Вопрос о существовании термодинамического параметра, принимающего определенное значение для каждой адиабаты, связан с формулировкой второго закона термодинамики в виде принципа адиабатической недостижимости (К. Каратеодори, 1909 г.). Идеи Каратеодори были развиты и уточнены Т. А. Афанасьевой-Эрен--фест (1928 г.). Еще ранее (1900 г.) идеи, аналогичные разработанным Каратеодори, были выдвинуты профессором Киевского университета Н. И. Шиллером. Более подробно данная проблема рассматривается в примере 3.1. [c.58]

В термодинамической системе, выведенной нз состояния равновесия и предоставленной самой себе, начинают протекать самопроиз-польные процессы, в результате которых система возвращается в равновесное наиболее вероятное термодинамическое состояние, а энтропия системы увеличивается и достигает своего максимального значения. Уже в этой формулировке второго закона термодинамики видна связь между энтропией и термодинамической вероятностью системы. [c.60]

Если в изолированной системе происходит самопроизвольный процесс, в результате которого изменяется макросостояние системы, то новое макросостояние должно быть более устойчивым, чем предыдущее, должно реализоваться большим количеством микросостояиий, т. е. иметь большую термодинамическую вероятность, что соочветст-вует формулировке второго закона термодинамики,дайной Больцманом. [c.60]

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]

Это соотношение часто называют математической формулировкой второго закона термодинамики. Для пояснения понятия энтропг.я рассмотрим необратимый адиабатический процесс, показанный штриховой полосой на рис. [c.56]

Эта формулировка второго закона термодинамики очень близка по стилю и четкости к формулировке первого заковга, которую дал Фейнман (мы ее приводили на с. 86) и смысл которой аналогичен утверждению Существует величина, которая при всех изменениях, которые затрагивают только эту систему, остается постоянной. Это энергия системы . [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...