Значение второго закона термодинамики

Значение второго закона термодинамики определяется не только тем, что вскрывается специфическая особенность теплоты при превращении ее в работу, но и тем, что этот закон устанавливает наиболее эффективные и рациональные пути использования теплоты, при которых достигаются максимально возможные теоретические коэффициенты полезного действия. [c.8]

Глава VII ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 29. Значение второго закона термодинамики [c.68]

ГЛАВА VII ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 31. ЗНАЧЕНИЕ ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.93]

Несмотря на такое широкое значение второго закона термодинамики, мы в дальнейшем будем рассматривать его главным образом применительно к задачам технической термодинамики, т. е. к тепловым процессам, протекающим в тепловых машинах и установках. [c.93]

Уравнения (4-4.4) — (4-4.6) получаются на основании первого и второго законов термодинамики, применяемых к материалам, состояние которых (давление, свободная энергия и т. п.) определяется только текущими значениями Г и F. Уравнения (4-4.5) и (4-4.6) представляют собой ограничения, налагаемые законами термодинамики на допущения о состоянии материала в том смысле, что запрещается постулировать такие уравнения состояния, скажем, для А -а Р, которые не удовлетворяют (4-4.5). В последующем рассмотрении увидим, как получаются соответствующие уравнения (или ограничения) для материалов с памятью. Мы столкнемся с тем дополнительным осложнением, что напряженное состояние нельзя, вообще говоря, рассматривать как изотропное. [c.149]

Являясь следствием второго закона термодинамики, формула для КПД цикла Карно, естественно, отражает его содержание. Из нее видно, что теплоту горячего источника можно было бы полностью превратить в работу, т. е. получить КПД цикла, равный единице, лишь в случае, когда Т - оо либо Гг- -О Оба значения температур недостижимы, (Не- [c.23]

Для получения численных значений эмпирических температур следует обратиться к первому и второму законам термодинамики. Первый закон термодинамики просто констатирует сохранение энергии при условии, что учитывается не только работа, совершаемая над системой, но и обмен теплом через стенки с окружающей средой. Если система в остальных отношениях изолирована, то внутренняя энергия и, представляющая собой экстенсивную величину, может только увеличиваться при совершении над системой некоторой работы. Однако если система термически не изолирована и в результате некоторого процесса переходит из термодинамического состояния А в другое состояние В, то работа совершаемая над системой, разумеется, зависит от того, каким способом система осуществляет переход из состояния А в состояние В. С другой стороны, увеличение внутренней энергии равно и в—и А независимо от способа совершения работы. Следовательно, для термически не изолированной системы увеличение внутренней энергии и в — и а отлично от Разность Q мы назовем количеством теплоты, которая, таким образом, служит мерой отклонения от адиабатических условий. Следовательно, для любого термодинамического процесса, начинающегося в состоянии А и завершающегося в состоянии В, изменение внутренней энергии определяется выражением [c.15]

Будем считать, что тепло передается от системы, имеющей более высокое численное значение эмпирической температуры, к системе с более низким значением. Отсюда вытекает еще один важный принцип термодинамики тепло всегда передается в одном и том же направлении (теперь можно сказать от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой), если только не предпринимаются какие-то специальные меры, чтобы обратить этот процесс. Эти специальные меры всегда включают дополнительную внешнюю работу, совершаемую над системой. На этом основан второй закон термодинамики, который можно сформулировать следующим образом [c.16]

В конце XIX в. ряд ученых (Ренкин, Максвелл, Больцман, Гиббс, Смолуховский и др.) доказывали в своих работах, что второй закон термодинамики не является абсолютным законом природы, а имеет значение только для макропроцессов и неприменим для микросистем. [c.128]

Второй закон термодинамики определяет направление, в котором протекают процессы, устанавливает условия преобразования тепловой энергии в механическую, а также определяет максимальное значение работы, которая может быть произведена тепловым двигателем. [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]

Цикл, дающий максимальное значение термического к. п. д. (при определенных температурах нагревателя и охладителя), предложенный французским ученым—инженером Сади Карно, носит название цикла Карно. Карно в 1824 г. опубликовал работу Размышление о движущей силе огня и машинах, способных развивать эту силу . В этом труде Карно впервые сформулировал положения второго закона термодинамики о возможностях превращения теплоты в работу. [c.66]

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]

Из сказанного следует, что при одних и тех же внешних условиях система может находиться во множестве различных состояний, т. е. возможны отклонения значений параметров от их равновесных значений, называемые флуктуациями. Флуктуации представляют собой самопроизвольные, происходящие в результате теплового движения частиц отклонения значений макроскопических параметров системы от их средних (наиболее вероятных) величин и являются следствием статистической природы этих величин. В частности, в изолированной системе флуктуации сопровождаются уменьшением энтропии системы и, следовательно, противоречат второму закону термодинамики в его макроскопической трактовке. Тем самым флуктуации определяют границу применимости второго закона термодинамики. [c.148]

Дифференциальные соотношения аналитически обобщают первый и второй законы термодинамики и достаточно широко используются при проведении теоретических и экспериментальных исследованиях свойств реальных газов. На основе имеющегося уравнения состояния реальных газов, дифференциальные уравнения термодинамики позволяют вычислять значения физических величин, входящих в это уравнение состояния. Наряду с этим дифференциальные уравнения позволяют оценить точность и термодинамическую ценность предлагаемых уравнений состояния реальных газов, что, несомненно, имеет большое практическое и прикладное значение. Одновременно практическое значение дифференциальных уравнений состоит и в том, что, устанавливая связь между физическими величинами, они позволяют сократить число получаемых из опыта данных о свойствах тел за счет возможности определения части из них расчетным путем. [c.55]

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]

С математической точки зрения левая и правая части выражения (3.45) могут быть равны нулю, положительны или отрицательны. В соответствии со вторым законом термодинамики обе части выражения (3.45) могут принимать только отрицательные значения, т. е. всегда [c.70]

Наряду с работой изменения объема dL — pdV важное значение имеет полезная работа dLn=—Vdp, понятие о которой было введено в 5. Термодинамическими потенциалами для полезной работы являются уже упоминавшиеся ранее энтальпия Н 8, р) и изобарный потенциал (энергия Гиббса) С(Т, р), для которых объединенное выражение первого и второго законов термодинамики имеет вид [c.246]

Если давления — т. е. принимают равновесные значения, то АО—О и реакция не идет. Если первое слагаемое в квадратных скобках выражения (10.35) больше второго, то АО>0. Это означает, что при осуществлении прямой реакции (слева направо) изобарный потенциал возрастал бы, что запрещается вторым законом термодинамики — см. формулу (10.29), следовательно, прямая реакция не идет, но зато может идти обратная реакция (справа налево). И, наконец, если первое слагаемое меньше второго, то А(5< 0 и идет прямая реакция. Сказанное иллюстрируется рис. 10.1,а, на [c.251]

Значения коэффициента Р легко найти, рассматривая частный случай, когда температуры обеих поверхностей одинаковы тогда по второму закону термодинамики должно [c.258]

Теория циклов. Исторически второй закон термодинамики возник как рабочая гипотеза тепловой машины, устанавливающая условия превращения теплоты в работу с точки зрения максимума этого превращения, т. е. получения максимального значения коэффициента полезного действия тепловой машины. Анализ второго закона термодинамики показывает, что малая величина этого коэффициента является следствием не технического несовершенства тепловых машин, а особенностью теплоты, которая ставит определенные ограничения в отношении величины его. Теоретически тепловые машины работают по круговым термодинамическим процессам, или циклам. Поэтому для того, чтобы шире раскрыть содержание второго закона термодинамики и провести детальный анализ его, необходимо исследовать эти круговые процессы. [c.59]

Естественные процессы всегда направлены в сторону достижения системой равновесного состояния (механического, термического или любого другого). Это явление отражено вторым законом термодинамики, имеющим большое значение и для анализа работы теплоэнергетических машин. В соответствии с этим законом, например, теплота самопроизвольно может переходить только от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой. Для осуществления обратного процесса должна быть [c.26]

Рассмотрим цикл Карно, который имеет очень важное значение при выводе количественной формулировки второго закона термодинамики. Такой цикл может совершать любое упругое тело. Цикл Карно состоит из двух изотермических и двух адиабатных процессов, попеременно чередующихся между собой. [c.55]

Заменяя во втором законе термодинамики Qi — Qg и значениями из уравнений (12,6) и (12,9), находим [c.69]

Непосредственное преобразование химической энергии в электрическую без промежуточного перехода ее в теплоту определяет достаточно высокие значения к. п. д. ТЭ. Согласно второму закону термодинамики [c.280]

Идеальной температурной шкалой является термодинамическая температурная шкала, основанная на втором законе термодинамики [И]. Единицей термодинамической температуры Т является кельвин (К) — 1/273,16 часть температуры тройной точки воды. На практике часто выражают температуру в виде ее значения относительно точки плавления льда (273,15 К). Выраженная таким образом температура известна как температура Цельсия (символ t), определяемая как / = Г-273,15. Единицей температуры Цельсия служит градус Цельсия (символ °С), размер которого равен кельвину. В Международной температурной шкале 1990 г (МТШ-90) используются как температура Кельвина (символ T q), так и температура Цельсия (символ /90). [c.329]

Согласно второму закону термодинамики (см. гл. 1), в любой устойчивой системе, находящейся при неизменных температуре и давлении, термодинамический потенциал, или свободная энергия Гиббса G ), должен иметь минимальное значение. Термодинамический потенциал G можно выразить в виде следующего [c.38]

Для ПОЛНОГО анализа явлений и процессов необходимо определить условия, позволяющие вечно движущейся материи переходить к качественным превращениям и устанавливающие направленность процессов непрерывного изменения в природе. Эти условия являются содержанием второго энергетического принципа развития качественных форм материального движения. Применительно к изучению лишь тепловых явлений этот всеобщий закон имеет частное значение и известен под названием второго закона термодинамики. [c.61]

Отличие от (1) состоит в замене ( на — хшш.жчв-скую эксергию и множителя Гна (Г — То) перед потоком энтропии Разумеется, для бе нет закона сохранения, н нельзя записать уравнение типа (4). Более того, в силу второго закона термодинамики можно утверждать, что в любом процессе передачи энергии поток эксергии только уменьшается. Мера сохранения эксергии в потоке по отношению к входному или начальному значению может служить коэффициентом полезного действия. [c.35]

Несмотря на такое широкое значение второго закона термодинамики, мы в да.т1ьиейшем будем рассматривать его главным образом применительно к задачам технической термодинамики, [c.68]

Первые 8 глав учебника относятся к различным разделам, рассматриваемым в учебниках по термодинамике, особенно это касается гл. 8, имеющей следующее содержание законы термодинамики энергия как функция состояния циклы работа цикла цикл Карно цикл Карно с идеальным газом обратимые и необратимые процессы обратимость цикла Карно второй закон термодинамики формулировка его экономический коэффициент обратимых и необратимых машин другая формулировка второго закона термодинамики уравнение Клайперона—Клаузиуса зависимость поверхностного натяжения от температуры значение второго закона термодинамики. [c.647]

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]

Что же касается второй величины для новой системы координат, то относительно нее ничего не известно (если не считать рассмотренной выше сетки изотерм и адиабат для идеального газа). Понятно, что эта величина должна принимать определенное значение для каждой адиабаты как температура — для изотермы, давление — для изобары, объем — для изохоры. Существует ли такая величина Если да, то является ли она термодинамическим параметром, чтобы вместе с температурой определять термодинамическое состояние в новой системе координат Как вычислить или измерить эту величину Второй закон термодинамики дает возможность получить положительный ответ на все эти вопросы . [c.58]

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]

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]

Из этого уравнения видно, что изменение параметра s не зависит от процесса, а определяется исключительно начальными и конечными значениями Т и v. Величина s, являющаяся функцией параметров состояния, сама может быть рассмотрена как функция состояния. Впервые эту функцию нашел Р. Клаузиус при анализе второго закона термодинамики и назвал ее энтропией. Он показал (см. с. 65), что дифференциал энтропии ds = bq/T является полным дифференциалом для реального рабочего тела, находящегося в любом агрегатном состоянии. Как следует из уравнения (1.76), единица удельной энтропии — ДжДкг К). [c.21]

Значение второго начала термодинамики шире тех следствий, которые вытекают из рассмотрения цикловых процессов по Р. Клаузиусу, что подтверждено многолетним опытом применения этого фундаментального закона в различных областях науки и техники. В связи с этим было признано целесообразным основной постулат его вводить по М. Планку, у которого второе начало истолковьгеается как закон, утверждаюш,ий, что в любом естественном процессе сумма энтропий всех тел, участвующих в процессе, возрастает . [c.4]

Второй закон термодинамики, определяющий условия протекания термодинамических процессов в определенном направлении, имеет чрезвычайно важное значение для обеспечения эффективной рабо пя тепловых мапнш. [c.39]

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]

В табл. 17-1 дан анализ такой установки на базе второго закона термодинамики. Числовые значения работоспособности, показанные в таблице, получены из диаграммы Уорбэртона Увеличение работоспособности в каждой из частей установки было найдено по формуле (17-10), а необратимость оцене- [c.168]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...