Вечный двигатель второго рода первого рода

Если бы не существовало ограничений, накладываемых вторым законом термодинамики, то это означало бы, что можно построить тепловой двигатель при наличии одного лишь источника тепла. Такой двигатель мог бы действовать за счет охлаждения, например, воды в океане. Этот процесс мог бы продолжаться до тех пор, пока вся внутренняя энергия океана не была бы превращена в работу. Тепловую машину, которая действовала бы таким образом, В. Ф. Оствальд удачно назвал вечным двигателем второго рода (в отличие от вечного двигателя первого рода, работающего вопреки закону сохранения энергии). В соответствии со сказанным формулировка второго закона термодинамики, данная Планком, может быть видоизменена следующим образом осуществление вечного двигателя второго рода невозможно. Следует заметить, что существование вечного двигателя второго рода не противоречит первому закону термодинамики в самом деле, в этом двигателе работа производилась бы не из ничего, а за счет внутренней энергии, заключенной в тепловом источнике. [c.54]

Возможность создания такой машины, называемой вечным двигателем второго рода , не противоречит первому закону термодинамики. Однако все известные на сегодня результаты опытов свидетельствуют о том, что создание вечного двигателя второго рода является столь же неразрешимой задачей, как и изготовление вечного двигателя первого рода . Этот опытный факт принят в термодинамике в качестве второго основного постулата — второго закона термодинамики. [c.105]

Мерой необратимости процесса в замкнутой системе (см. 17) является изменение новой функции состояния — энтропии, существование которой у равновесной системы устанавливает первое положение второго начала о невозможности вечного двигателя второго рода. Однозначность этой функции состояния приводит к тому, что всякий необратимый процесс является неравновесным (см. 17). Верно и обратное заключение всякий неравновесный процесс необратим, если в дополнение ко второму началу осуществляется достижимость любого состояния неравновесно, когда оно достижимо из данного равновесно [вся современная практика подтверждает выполнение этого условия однако противоположное условие (см. 30) выполняется не всегда]. Деление процессов на обратимые и необратимые относится лишь к процессам, испытываемым изолированной системой в целом разделение же процессов на равновесные и неравновесные с этим не связано. [c.54]

В самом деле, неоднозначность энтропии означает, что две разные адиабаты 5i и 2 могут пересекаться и, следовательно, возможен круговой процесс, изображенный отрезком изотермы I—2 и отрезками пересекающихся адиабат 2—3 и 3—1 (рис. 7). Если на участке изотермического процесса 1—2 такого цикла у термостата берется теплота Q Q>0), то, по первому началу, за счет этой теплоты за цикл производится положительная работа W=Q = bQ и мы имеем, таким образом, вечный двигатель второго рода. [c.57]

Если бы предположение о невозможности вечного двигателя второго рода допускало обращение, т. е. если бы работу в теплоту также нельзя было превратить полностью без компенсации, то разность (3.52) не могла бы быть и отрицательной. При выполнении первого условия (3.1) это означало бы, что приведенный на рис. 9 замкнутый процесс невозможен. В настоящее время можно привести пример такого случая (см. 31). [c.74]

С первого взгляда может показаться, что наличие тепловых флуктуаций дает принципиальную возможность построения вечного двигателя второго рода. Но это не так. Рассмотрим, например, флуктуацию плотности в газе. Может показаться возможным поймать возникающие разности давлений с помощью специальных клапанов и аппаратов, имеющих дело с отдельными молекулами [такие устройства (существа) В. Томсон называл демонами Максвелла ], и использовать их для совершения работы или разделения смеси газов. Однако это не только практически, но и теоретически невозможно. Все наши аппараты, клапаны и т. д. сами состоят из молекул и сами обладают некоторыми колебаниями около положения равновесия, притом совершенно независимыми от колебаний плотности газа. Желаемый результат можно было бы получить в некоторый определенный момент времени, но в следующий же момент он компенсировался бы снова колебаниями аппарата и газа. [c.82]

Так как температура теплоотдатчика больше, чем теплоприемника, то Т >Т2, T2/Tf >l и, следовательно, Г)<0. Это означает, что при отрицательной абсолютной температуре, для того чтобы теплоту отнять от горячего тела и передать холодному, необходимо затратить работу. При этом, согласно первому началу, холодному телу сообщается больше теплоты, чем отнято у горячего на совершенную работу. Когда такой двигатель действует в противоположном направлении, т. е. выполняет роль холодильной машины, то при переносе теплоты от холодного тела к горячему им производится работа. Если потом с помощью теплового контакта обоих тел позволить перейти теплоте от горячего тела к холодному, то получим периодически работающий Двигатель, который, не вызывая никаких изменений в окружающей среде, производит работу за счет теплоты одного (холодного ) тела. Как видим, в области отрицательных абсолютных температур можно осуществить вечный двигатель второго рода Томсона — Планка. [c.146]

Таким образом, второй закон исключает возможность построения вечного двигателя второго рода , который бы совершал работу за счет энергии тел, находящихся в тепловом равновесии, подобно тому, как первый закон термодинамики исключает возможность построения вечного двигателя первого рода , который бы совершал работу из ничего , без внешнего источника энергии. Если цикл, изображенный на рис. 6.1, представить протекающим в обратном направлении 1-4-3-2-1, то для его осуществления необходимо затратить работу, эквивалентную площади цикла. При этом от холодного источника будет передаваться рабочему телу теплота Q , а нагревателю — теплота Qi == Q2 + - ц- [c.65]

Формулировку первого начала термодинамики можно, как это ясно из предыдущего, обратить, т. е. можно сказать, что работа не можег ни производиться из ничего, ни бесследно уничтожаться. Формулировка второго начала термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления вечного двигателя второго рода не допускает такого обращения, по крайней мере в обычных условиях другими словами, полное обращение процессов превращения работы в теплоту невозможно. Чтобы пояснить это, рассмотрим процесс, при котором вся производимая внешними телами работа переходит в тепло, отдаваемое затем некоторому телу. Устройство, в котором совершался бы подобный про- [c.58]

Первый из них включает правильные, идейно чистые вечные двигатели второго рода, основанные на энергетической инверсии , о которой уже говорилось. Естественно, что ни один из них не работает несмотря на все усилия их авторов. Эти настоящие ррт-2 большей частью основаны на простых термомеханических принципах. В зависимости от области, к которой тяготеет изобретатель, проекты таких ррт-2 опираются либо на теплотехнику, либо на холодильную технику. Однако многие изобретатели, разочаровавшись в возможностях и той, и другой, ищут новые пути . Отсюда — появление [c.177]

Трудно сейчас установить, когда именно был предложен первый проект вечного двигателя второго рода. Во всяком случае, достоверно известно, что это произошло более 100 лет назад. [c.178]

Наконец, назвав принципиально неосуществимую тепловую машину, которая в противоречии с постулатом Томсона могла бы совершать механическую работу только за счет охлаждения одного лишь источника тепла, вечным двигателем второго рода (в отличие от вечного двигателя первого рода, который мог бы совершать работу вообще без затраты энергии, т. е. в противоречии с первым законом термодинамики), В. Ф. Оствальд дал наиболее лаконичную формулировку постулата Томсона Осуществление (вечного двигателя второго рода невозможно. [c.55]

Первая теорема об обратимой работе, относящаяся к нециклическим процессам перехода между заданными устойчивыми состояниями, служит отправной точкой для обсуждения весьма важной проблемы из области классической термодинамики, известной под названием термодинамической доступности энергии (гл. 13— 15). Однако в настоящей главе эта теорема была использована лишь для доказательства второй теоремы об обратимой работе, в которой рассматривается частный случай аналогичного, но только циклического процесса. При этом было показано, что если такой процесс является полностью обратимым, то как суммарное количество полной работы, совершаемой в замкнутом цикле, так и суммарное количество тепла, обмениваемое с резервуаром, равны нулю. Важность этой теоремы станет более очевидной при рассмотрении абсолютного нуля термодинамической температуры (гл. 11) и при введении энтропии (гл. 12). В этой же главе мы воспользовались второй теоремой лишь в качестве основы для обсуждения интересного вопроса о том, насколько близко можно подойти к реализации гипотетических устройств, получивших в гл. 8 название нециклического и циклического вечных двигателей второго рода. Третья теорема об обратимой работе рассматривается в приложении Б в конце главы. [c.141]

Вант-Гоффа уравнение 413 ящик 414 Вечный двигатель второго рода (ВД-2) 207—212 первого рода 108 Взаимодействие 26, 27 осуществляющее только работу 50 тепловое 51, 73, 77 Влажность относительная 273 удельная 274 [c.477]

Второй закон термодинамики можно еш е сформулировать так нельзя построить так называемый вечный двигатель второго рода, т. е. машину, которая, работая в согласии с первым законом термодинамики по некоторому циклу, периодически совершала бы работу только за счет охлаждения некоторого одного и того же источника тепла с фиксированной температурой (отбор тепла из резервуара с постоянной температурой). [c.228]

Формально двигатель (рис. 8.44) не соответствует определению вечного двигателя. Вечный двигатель первого рода в идеале должен работать вечно (не останавливаясь), если исключить возможные его поломки. Вечный двигатель второго рода даже в идеале не может работать вечно. Его название обусловлено другим обстоятельством. Если в качестве нагревателя использовать воду, сосредоточенную на Земле, то двигатель (рис. 8.44) мог бы работать миллионы лет. При этом температура воды на Земле понизилась бы всего на несколько градусов. За 1700 лет работы такого двигателя температура воды на планете понизилась бы всего на [c.103]

На первый взгляд кажется, что это все тот же вечный двигатель второго рода. Ведь он содержит только один источник теплоты — окружающую среду. На самом деле окружающая среда здесь периодически выступает в качестве то нагревателя (при повышении температуры), то охладителя (при понижении температуры). При этом для понижения температуры окружающей среды не используется механическая энергия, получаемая в результате изгиба биметаллической пластинки. Повышение и понижение температуры окружающей среды вызвано естественными процессами, протекающими в ней. Это эквивалентно приведению биметаллической пластинки в контакт то с нагревателем, то с охладителем. [c.108]

Г. Первый закон термодинамики (П.4.5.2°) не позволяет определить, в каком направлении может происходить термодинамический процесс. Например, основываясь на законе сохранения и превращения энергии, нельзя предвидеть, в каком направлении будет происходить теплообмен между двумя телами, нагретыми до различных температур с точки зрения первого закона термодинамики одинаково возможен как переход энергии в форме теплоты от более нагретого тела к менее нагретому, так и обратный переход. Первый закон термодинамики допускает создание вечного двигателя второго рода. Так называется двигатель, в котором рабочее тело, совершая круговой процесс, получало бы энергию в форме теплоты от одного внешнего тела и целиком передавало бы ее в форме работы другому внешнему телу. Примером такого двигателя могло бы служить периодически действующее устройство, выкачивающее внутреннюю энергию океанов и передающее ее в форме работы другим телам. [c.149]

Как известно, предложение о невозможности вечного двигателя первого рода допускает обращение. Эта особенность предложения о вечном двигателе первого рода не включается в формулировку первого начала, так как не играет роли для установления существования внутренней энергии системы как однозначной функции ее состояния, что составляет содержание первого начала. Аналогично, для установления существования энтропии утверждение о невозможности обращения предложения о вечном двигателей второго рода также не нужно. Однако при установлении второго положения второго начала (положения о росте энтропии) приходится пользоваться утверждением о невозможности обращения предложения о вечном двигателе второго рода. Кроме того, это утверждение, как теперь известно, не всегда справедливо. Все это приводит к необходимости включения данного утверждения в исходную формулировку второго начала (для обычных систем). [c.51]

В заключение приведем слова проф. А. К. Тимирязева , устанавливающие качественное различие между первым и вторым началами термодинамики Различие это, пожалуй, можно сформулировать так закон сохранения энергии подсказывает нам то, что всегда бывает мы знаем, что вечный двигатель (первого рода.—Л./1.) невозможен это — результат всего нашего опыта. Второй же закон указывает па то, что бывает в подавляющем большинстве случаев, но не безусловно всегда . [c.145]

ВЕЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРВОГО И ВТОРОГО РОДА [c.58]

При сопоставлении вечных двигателей первого и второго рода становится более ясным фундаментальное различие обоих начал термодинамики, заключающееся в следующем. [c.58]

Две первые главы посвящены вечному двигателю первого рода, три последующие главы — вечному двигателю второго рода. В кратком заключении иллюстрируется мысль о том, что энергетического тупика , от которого хотят спасти человечество современные изобретатели вечного двигателя, в действительности не существует и что настоящая энергетика имеет возмол<ности обеспечить все разумные потребности человечества в энергии. [c.8]

Глава вторая УТВЕРЖДЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ И КОНЕЦ ВЕЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПЕРВОГО РОДА [c.66]

При сопоставлении вечных двигателей первого и второго рода становится более ясным фундаментальное различие обоих начал термодинамики, заключающееся в следующем. Формулировку первого начала термодинамики, утверждающего невозможность существования вечного двигателя первого рода, можно, как ясно из предыдущего, обратить, т. е. можно сказать, что работа не может ни производиться из ничего, ни бесследно уничтожаться. [c.52]

Таким образом, переход теплоты в работу может быть осуществлен только частично, Оставишяся доля теплоты должна быть передана другому источнику с более низкой температурой. Для осуществления несамопроизвольпого процесса получения работы в тепловом двигателе необходимы два источника теплоты, имеющие разные температуры. Иначе это содержание второго закона термодинамики формулируют следующим образом невозможно осуществить вечный двигатель второго рода. В отличие от вечного двигателя первого рода, который предполагает нарушение закона сохранения энергии, вечным двигателем второго рода В. Освальд назвал такой, в котором теплота преобразуется в работу при наличии только одного источника теплоты. [c.146]

При макрофизическом подходе к явлениям природы мы встречаемся со специфическими свойствами теплоты. Повседневный опыт дает основание утверждать, что невозможно возвращение какой-либо термодинамической системы (или рабочего тела) в первоначальное состояние без каких-либо изменений в окружающей ее среде. Первый закон термодинамики, утверждая взаимопревращаемость теплоты и работы, не ставит каких-либо ограничений в осуществлении этого процесса. Между тем повседневный опыт учит нас, что если превращение работы в теплоту не связано с какими-либо ограничениями, то обратный процесс - превращение теплоты в работу - требует для своего осуществления определенных условий. Первому закону термодинамики не противоречит существование вечного двигателя второго рода, т. е. такой машины, в которой внутренняя энергия, переданная рабочему телу в форме теплоты, полностью превращалась бы в работу. Такой двигатель позволил бы практически неограниченное количество внутренней энергии окружающей нас атмосферы, водных бассейнов и земной коры превратить в работу. Однако создание такого двигателя невозможно не только практически, но и теоретически. Эти особенности теплоты, не противоречащие первому закону термодинамики, должны быть постулированы отдельно. Широкое обобщение особенностей menjwmbi как формы передачи внутренней энергии от одного объекта к другому, обнаруживаемых при макрофизическом подходе к явлениям природы, и составляет содержание второго закона термодинамики. [c.52]

Вечный двигатель второго рода невозможен. Другими словами, нельзя осуществить теп л о ib ой двигатель, единственным результатом действия которого было бы превращение тепла какого-либо тела в работу без того, чтобы часть тепла передавалась другим телам. Это утверждение находится в полном соответствии со вторым началом термодинамики в его первой формулировке. Действительно, если бы можно былс получать положительную работу за счет охлаждения только одного единственного источника тепла и притом так, чтобы все отданное источником тепло превращалось в работу без передачи некоторой доли этого тепла присутствующим телам с более иизкой, чем у источника, температурой, то, превратив полученную работу в тепло при температуре более высокой, чем температура источника, мы тем самым осуществили бы перенос тепла к телу с более высокой температурой без каких-либо остаточных изменений в состоянии участвующих в процессе тел, что, как мы уже знаем, невозможно. [c.57]

Основанный на единственной аксиоме подход изложен Хацо-пулосом и Кинаном в довольно объемистом и сложном для восприятия труде [1], однако в нем уделялось мало внимания важному вопросу о термодинамической доступности энергии. Книга не была переведена на русский язык. По этой причине автор надеется, что упрощенное изложение указанного подхода в настоящей книге будет приветствоваться в Советском Союзе не только инженерами и специалистами по химической технологии, но и химиками и физиками. Вместо того чтобы слепо следовать Хацопулосу и Кинану, автор знакомит читателя со своими собственными идеями. В частности, одним из новшеств является введение генеалогического древа термодинамики. Далее, в разд. 8.2, автор вводит понятие о нециклическом вечном двигателе второго рода нециклическом ВД-2) как непосредственном нециклическом эквиваленте общеизвестного циклического ВД-2. Симметрия, которая вносится этим понятием в соответствующие нециклическую и циклическую формулировки так называемых первого и второго законов , очевидна из генеалогического древа термодинамики, приведенного на рис. 8.5. Из этого рисунка также отчетливо видно, что циклические формулировки так называемых первого и второго законов , с которых начинается изложение классической термодинамики во [c.7]

Из других особенностей курса можно отметить следующее. Авторы сочли необходимым уделить большое внимание второму закону термодинамики, рассмотрению различных его формулировок, поскольку четкость понимая этого закона крайне важна. Еще и до сих пор приходится встречаться с попытками изобрести вечный двигатель второго рода. Проведено разграничение между понятиядги реального процесса, протекающего в теплосиловой установке, и идеального термодинамического цикла. Указана необходимость при термодинамическом анализе замены последнего первым. Дано обоснование для такой замены. [c.3]

Клаузиусом и Томсоном в основу обоснования второго закона, как мы видим, положен в том или другом толковании принцип невозможности осущсствлсппя вечного двигателя второго рода, подтвержденный повседневны.м опытом, тогда как принцип Каратеодори выражается следующи.м положением В любой близости всякого состояния системы тел существуют с.межные состояния, которые из первого состояния не могут быть достигнуты адиабатическим путем . Как видим, подобное обоснование сущности второго закона для учебников по технической термодинамике является действительно слишком абстрактным и мало наглядным. Говоря о методе Каратеодори, Планк писал ... я все же хотел бы высказать некоторые сомнения относительно того взгляда, чтс для обоснования второго закона этот принцип может служить полной или даже преимущественной заменой принципа Томсона. [c.288]

Не подлежит сомнению, что всякий принцип, положенный в основу вывода второго закона, в конце концов заимствован из опыта, и также само собой разумеется, что подобное отношение к опыту следует всегда сохранить и при дальнейшем развитии теории, если физическая наука не должна терять своей связи с процессами природы. Соблюдение этого требования сводится к сравненню с результатами опыта либо высказываний са.мого принципа, либо по возможности многих отдельных следствий, вытекающих из этого принципа. При первом способе непосредственно сказывается превосходство принципа Томсона, ибо в то время как вопрос относительно вечного двигателя второго рода экспериментально рассматривался бессчетное количество раз, никто еще никогда не ставил опытов с целью достижения всех смежных состояний какого-либо онределенного состояния адиабатическим путем . [c.288]

Таким образом, расширяющийся газ превращает в работу тепло, отобранное от окружающего пространства. Если расширение происходит обратимо, то есть бесконечно медиенно, то между газом и водяной ванной нет разности температур. На первый взгляд кажется, что таким образом мы можем осуществить вечный двигатель второго рода - полное превращение термической энергии в работу. Однако возможность проведения такого процесса даже при условии его обратимости очень ограничена. [c.67]

B изолированной системе запас энергии не изменяется, поэтому совершение работы возможно в течение некоторого времени только при неравновесном п эо-цессе (механическом, термическом, химическом, ядерном) за счет уменьшения внутренней энергии. Нельзя получать работу от тел, находящихся, например, в температурном равновесии, хотя эти тела и обладают определенным запасам внутренней энергии. Отсюда очевит.на невозможность создания вечного двигателя первого рода, который производил бы работу без внешнего источнгжа энергии, и вечного двигателя второго рода, совершающего работу с рабочим телом, находящимся в тепловом равновесии. [c.16]

Поэтому одна из формулировок второго закона термодинамики предупреждает о невозможности построения такого двигателя. В отличие от вечного двигателя первого рода, создающего энергию из ничего, двигатель, действ -ющий при наличии одного источника теп.лоты, называют вечным) двигателем второго рода. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...