Значение второго начала

Значение второго начала. Если исходить из одного лишь первого начала термодинамики, то правомерно считать, что любой мыслимый процесс, который не противоречит закону сохранения энергии, принципиально возможен и мог бы иметь место в природе. [c.43]

С помощью второго начала термодинамики можно, так же как и на основании первого начала термодинамики, исходя из известных физических свойств вещества предсказывать другие свойства его и устанавливать количественные соотношения между ними. В этом состоит принципиальное значение второго начала термодинамики для исследования физических свойств реальных тел. [c.44]

ЗНАЧЕНИЕ ВТОРОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.60]

Значение второго начала термодинамики для теории тепловых двигателей заключается в том, что оно определяет степень полезного использования тепла в двигателе. [c.60]

В 1866 г. Больцман поставил вопрос о механическом значении второго начала теории теплоты . Для того чтобы ответить на него, он рассматривал средние значения силовой функции и живой силы системы, в которой движения являются периодическими, и вариации этих средних значений, когда изменяются внешние воздействия на систему. В такой постановке задача, естественно, приводится к принципу Гамильтона. Обобщая принцип Гамильтона, найдем [c.851]

Таким образом, значение второго начала заключается в том, что оно дает критерий для суждения об обратимости или необратимости всякого происходящего в природе процесса. Этот критерий является не только необходимым, но и достаточным, поэтому второе начало термодинамики должно быть отнесено к числу наиболее общих и фундаментальных законов природы. Само определение абсолютной температуры может быть получено только на. основе второго начала термодинамики. [c.37]

Значение второго начала термодинамики [c.54]

Значение второго начала 43 [c.43]

Значение второго начала [c.43]

Мы можем теперь сказать, что значение второго начала заключается в том, что оно позволяет еще больше сократить число необходимых [c.43]

Исследование идеального цикла тепловой машины. С. Карно позволило установить условия для получения работы за счет тепловой энергии и тем самым сформулировать второе начало термодинамики. Цикл Карно совершается между двумя изотермами и двумя адиабатами (рис. 8.2), причем предполагается полная обратимость процессов. Подсчитывая изменения параметров состояния, значения работы и теплоты при отдельных процессах, можно показать, что в результате проведенного цикла получили работу, равную площади 1,2,3,4,1, очерченной циклом, в свою очередь равную разности взятой Qi (на участке 1—2) и отданной Q2 (на участке 3—4) теплоты (Qi — Q2). Математически это можно выразить уравнением [c.259]

Свойство функции Е изменяться лишь в одном направлении наводило на мысль о существовании глубокой связи между ее односторонним изменением и возрастанием энтропии S при приближении системы к равновесию. Больцман выполнил прямые расчеты Е для равновесного газа и показал, что с точностью до обратного знака значение Е равно значению энтропии S. Вели-чш-а Е имеет прямое отношение ко второму началу термодинамики,— пишет он. —. .. Это есть аналитическое доказательство второго начала термодинамики, построенное на совсем ином пути, чем это до сих пор было . [c.85]

Флуктуации. После достижения равновесия в изолированной системе ее энтропия, считает Больцман, может незначительно отклоняться — флуктуировать — от своего максимального значения. Опираясь на флуктуационные представления, он предлагает первое научное решение проблемы тепловой смерти Вселенной Если представить себе Вселенную как механическую систему, состоящую из громадного числа составных частей и с громадной продолжительностью существования, так что размеры нашей системы неподвижных звезд ничтожны по сравнению с протяженностью Вселенной, и времена, которые мы называем эрами, ничтожны по сравнению с длительностью ее существования. Тогда во Вселенной, которая в общем везде находится в тепловом равновесии, т. е. мертва, то тут, то там должны существовать сравнительно небольшие области протяженности звездного пространства (назовем их единичными мирами), которые в течение сравнительно короткого времени эры значительно отклоняются от теплового равновесия... Если предположить, что Вселенная достаточно велика, то вероятность нахождения ее относительно малой части в любом заданном состоянии (удаленном, однако, от состояния теплового равновесия) может быть сколь угодно велика... Этот метод кажется мне единственным, при котором можно представить себе второе начало, тепловую смерть каждого единичного мира, без одностороннего изменения всей Вселенной от определенного начала к заключительному конечному состоянию . [c.87]

Второе начало термодинамики устраняет этот недостаток и позволяет установить термодинамическую шкалу, температура по которой не зависит от термометрического вещества и поэтому называется абсолютной. В самом деле, поскольку интегрирующий делитель ф( ) для элемента теплоты определяется только температурой, он может служить мерой температуры. Температура T=(p(t) и является термодинамической (абсолютной) температурой, поскольку, как мы покажем, числовое значение функции ф(/ от выбора эмпирической температуры не зависит, хотя вид этой функции зависит от выбора эмпирической температуры. [c.61]

Важное значение имеет второе начало термодинамики для теории тепловых двигателей. Тепловой двигатель представляет собой непрерывно действующее устройство, результатом действия которого является превращение теплоты в работу. Второе начало термодинамики утверждает, что в тепловых двигателях в работу может быть превращена лишь часть подведенной теплоты. Поэтому полезное действие, а следовательно, и экономичность двигателя характеризуются отношением количества теплоты, превращенной в полезную работу, ко всей подведенной теплоте. Это отношение называется эффективным к. п. д. двигателя предельное, т. е. максимальное, значение к. п. д. устанавливается на основе второго начала термодинамики. [c.44]

Численное значение постоянной 5 на основе только первого и второго начал термодинамики определено быть не может. [c.71]

Статистическое рассмотрение различных процессов, происходящих в замкнутой системе, лишает понятие необратимости того абсолютного значения, которое оно получило в феноменологической термодинамике. Всякий действительный процесс, происходящий, например, в изолированной системе, является в принципе и необратимым, и обратимым, поскольку он может сопровождаться как возрастанием энтропии, так и уменьшением или сохранением ее на постоянном уровне, т. е. может быть обращен в любом направлении. Такой обращающийся характер. действительных процессов основывается на строгой обратимости элементарных молекулярных, внутримолекулярных и внутриатомных двия ений. Однако вероятность обращения действительного процесса, т. е. вероятность того, что процесс изменения состояния изолированной системы пойдет не в сторону возрастания энтропии, а в сторону уменьшения ее, крайне мала. Поэтому, если процессы, противоречащие принципу необратимости, и встречаются в природе, то настолько редко и в таком ничтожном масштабе, что нисколько не лишают силы термодинамическую трактовку второго, начала термодинамики и не обесценивают ее значения. [c.95]

Действительно, если изолированная система находится в состоянии с максимумом энтропии, то никакие отклонения системы от этого состояния сами по себе возникнуть не могут, так как при этом энтропия системы должна была бы принимать значения, меньше максимального, т. е. убывать, что в силу неравенства Д5 О, выражающего второе начало термодинамики, невозможно следовательно, состояние с максимумом S является состоянием равновесия. [c.110]

В настоящее время представляется возможным сделать некоторые общие выводы о состоя-них с отрицательной абсолютной температурой. Состояния с отрицательной абсолютной температурой являются, как уже подчеркивалось, неравновесными состояниями вещества. Для них, как и вообще для всех состояний, полностью сохраняет свое значение первое начало термодинамики. Что касается второго начала термодинамики, то безусловно остается справедливым аналитическое выражение его в форме 5 = dQ/T , точно так же остается в силе вывод третьего начала термодинамики о равенстве 5 О при Т 0. [c.640]

Существует, однако, другой метод установления соотношения (2.13), более общий и непосредственно вытекающий из второго начала термодинамики (точнее из второй формулировки этого начала), не вызывающий необходимости обращения к циклу Карно. Очевидно, что цикл Карно в сфере развития понятий и приложений второго начала термодинамики имеет всего лишь частное значение и поэтому не вполне логично обосновывать с его помощью существование энтропии. Более убедительным является анализ цикла Карно на основе введенного независимо от него понятия энтропии. Как это можно сделать, ясно из нижеследующего. [c.84]

Второе начало термодинамики характеризует направление протекающих в окружающей нас природе макроскопических процессов и, отражая особенности только этих процессов, имеет более ограниченное значение по сравнению с первым началом. [c.7]

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]

Значение второго начала термодинамики состоит в том, что при переходе системы тел из одного определенного состояния в другое определенное состояние энтропии системы изменяется на вполне определенную величину, независимо от пути, по котог рому произошло это изменение, причеь в том случае, когда изменение состояния обратимо, выражение не аависит от способа перехода например, для кругового равновесного процесса изменение энтропии всегда равно нулю. [c.38]

Нельзя также согласиться с некоторым занилсением в курсе роли и значения второго начала термодинамики. Автор, посвящая сравнительно второстепенным вопросам (для данного сочинения) отдельные главы (например, реактивным двигателям), второму началу термодинамики отводит лишь 21 в гл. 3, имеюн1ей наименование Термодинамика газов . В этой же главе в отдельных нара- [c.372]

Говоря о своих первичных исследованиях второго закона, Планк сетует, что Кирхгоф, Гельмгольц п Клаузиус отнеслись к ним холодно. Но это отношение к его работе его учителей не остановило Планка, глубокого понявшего огромное значение второго начала и необходилюсть дальнейшего развития его теории. По этому поводу в Научной автобиографии записано Подобные испытания все же не помешали мне глубоко проникнуться сознанием возможности этой задачи и продолжить изучение энтропии, которую я рассматривал наряду с энергией как важнейшее свойство физического состояния. Так как максимум энтроппи отвечает состоянию равновесия, то значение энтропии позволяет установить все законы физического и химического равновесия. Эту программу я и реализовал в работах, выполненных в течение ряда последующих лет. Сначала в моей мюнхенской диссертации в 1880 г. это было сделано для изменения агрегатного состояния, а затем — для газовых смесей, что привело к плодотворным результатам. К сожалению, оказалось, как я потом выяснил, что великий американский теоретик Джошуа Уиллард Гиббс опередил меня, еще раньше сформулировав те же самые положения, частично даже в еще более общем виде . [c.603]

После крушения теории теплорода теплота окончательно рассматривается как энергия движения составляющих тело материальных частиц (атомов, молекул). Но между теплотой и механической энергией вскоре обнаружились принципиальные отличия. Например, при торможении автомобиля его тормозные колодки нагреваются, но обратный процесс абсолютно невозможен — сколько бы мы ни нагревали колодки, автомобиль все равно останется на месте. Закон сохранения и превращения энергии, раскрывая количественную сторону превращений энергии, ничего не говорит о принцигшальных качественных отличиях между ее различными формами. Можно указать на другие принципиальные особенности тепловых явлений. Одним из самых очевидных наблюдений является то, что при различных видах работы часть энергии выделяется в виде теплоты. В природе существует тенденция к необратимому превращению различных видов энергии в теплоту, поскольку обратное превращение тепла в работу, за исключением изотермических процессов, невозможно. Другой, не менее очевидной особенностью тепловых явлений является то, что нагретые тела всегда стремятся прийти в равновесие с окружающей средой. Но и в этих процессах передачи теплоты существует односторонность, которую Р. Клаузиус сформулировал в качестве тепловой аксиомы Теплота не может сама собой переходить от тела холодного к телу горячему . Значение этого положения оказалось настолько важным, что его стали рассматривать как одну из формулировок второго начала термодинамики. Л. Больцман писал Наряду с общим принципом (законом сохранения и превра]цения энергии. — О. С.) механическая теория тепла установила второй, малоутешительным образом ограничивающий первый, так называемый второй закон механической теории тепла. Это положение формулируется следующим образом работа может без всяких ограничений превращаться в теплоту обратное превращение тепла в работу или совсем невозможно, или возможно лишь отчасти. Если и в этой формулировке второй принцип является неприятным дополнением к первому, то благодаря своим последствиям он становится гораздо фатальнее . [c.79]

Отвечая Лошмидту, Больцман подчеркивает, что Я-теорема вовсе не утверждает того, что значение Я должно убывать при льэбых изменениях в системе. Ее уменьшение является наиболее вероятным Второе начало является законом вероятностным, и поэтому его вывод посредством уравнений механики невозможен . [c.85]

Идея о тождественности форм представления количественных мер всех равновесных взаимодействий независимо от их рода, несмотря на ее правильность, не вскрывает объективно существующего глубокого качественного отличия теплоты от работы, которое имеет приициггиальное значение (характеризуя специфику теплового движения) и которое устанавливает второе начало термодинамики. В самом деле, в то время как количество теплового воздействия Q никаким способом нельзя превратить в механическую работу без других изменений (компенсаций), количества других воздействий могут превращаться в работу без подобных ограничений. Это приводит к тому, что, в то время как количество тешювого воздействия Q превращается в механическую работу при обязательном посредстве рабочего тела, количество любого другого воздействия может превратиться в работу и без рабочего тела. Второе начало и выражает особенности теплового движения. Как же можно поэтому строить термодинамику без явного учета этой особенности, т. е. без второго начала термодинамики Согласно этому закону, к.п.д. теплового двигателя даже в идеальных условиях не может бьпь равен 1, в то время как в этих условиях к.п.д., например, двигателя, превращающего электрическое воздействие в механическую работу (электродвигатель), равен 1. Кроме того, рассматриваемая система построения термодинамики в действитель- [c.172]

Ехли цикл совершается по часовой стрелке, то согласно принятому ранее правилу знаков для теплоты и работы применительно к рабочему телу L Z>0, Qi>-0 величина при этом не равна нулю и отрицательна. Чтобы убедиться в этом, допустим, что Qa >0. В этом случае от источника теплоты низшей температуры отнимается теплота Q . Вместе с теплотой Qi, полученной от источника теплоты высшей температуры, общее количество теплоты, отданной обоими источниками теплоты и преобразованной в работу, составит Qi + Qa = L. Превратив эту работу в теплоту при те.мпературе и передав ее источнику теплоты высшей температуры, мы придем к следующему результату от источника теплоты низшей температуры Га перенесено к источнику теплоты высшей температуры Tj Г> Га некоторое положительное количество теплоты и притом без каких-либо остаточных изменений в системе. Но согласно первой формулировке второго начала термодинамики это невозможно следовательно, Q.a не может иметь в случае L > 0 положительного значения, т. е. < 0. Таким образом, при положительной полезной работе L рабочее тело получает от более нагретого тела количество теплоты Qi и отдает менее нагретому телу количество теплоты Q,, т. е. Qj i> 0 и Qa < 0. Из этого следует, что между абсолютными значениями L, Qi и Qa существует соотношение [c.48]

Однозначность энтропии. Энтропия есть однозначная функция состояния тела. Это свойство энтропии вытекает непосредственно как из первой, так и из второй формулировок второго начала термодинамики. Будем вначале исходить из первой формулировки. Тогда если бы энтропия была не однозначной функцией состояния, то через точку 1 (рис. 2.20, а) могли бы проходить две обратимые адиабаты, соответствующие значениям энтропии Si и S2, где Sa i>Si. Выбрав две изотермы температур Ti и Га так, как показано на рис. 2.20, а, можно было бы осуществить цикл labl dl, при котором площадь lab равняется площади led, так что общая работа цикла равна нулю. Однако в цикле labl dl от источника теплоты низшей температуры отводится теплота — Si), а источнику теплоты высшей темпе- [c.59]

В случае необратимых процессов конечное состояние адиабатически изо.ппровяипой системы, как мы убедились в 2, 9, отличается от начального состояния большей величиной энтропии. Следовательно, каждое и.з состояний адиабатически изолированной системы при необратимом процессе неравноценно любому другому состоянию ее последующее состояние является как бы более вероятным, чем предшествующее (т. е. обладает большей вероятностью). При обратимых процессах каждое из состояний, в том числе конечное и нача.лыюс, соответствуют одному и тому же значению энтропии и являются в указанном сл ысле равноценными или равновероятными. С этой точки зрения энтропию системы можно считать мерой термодинамической вероятности данного состояния системы, а само содержание второго начала термодинамики рассматривать как утверждение о существовании меры этой термодинамической вероятности. Развивая эти общие соображения на основе представлений о молекулярной структуре вещества, можно, как это будет ясно из дальнейшего, более глубоко вскрыть физический смысл энтропии. [c.88]

Ле Шателье и Браун сформулировали следующий принцип смещения равновесия под воздействием внешних сил, выводяш,их термодинамическую систему из равновесия, в ней развиваются такие процессы, которые всегда стремятся ослабить результаты внешнего воздействия. Этот принцип имеет более ограниченное значение, чем второе начало термодинамики, так как он указывает лишь направление изменения в равновесной системе под воздействием внешних сил, тогда как на основе второго начала термодинамики можно [c.154]

Анализ уравнений (5.4), (5.5) показывает, что величина Т в аналитической формулировке второго начала играет существенную роль, что делает ее важной величиной общетермодинамического значения. Действительно, всякое термодинамическое уравнение, выведенное из второго начала, выражает ту или иную зависимость между температурой Т и другими параметрами системы. [c.59]

Если цикл совершается по часовой стрелке, то L > О, > О, а ( 2 < 0. Очевидно, что Qg не может быть положительной величиной. В самом деле, вместе с теплотой Q , полученной от источника теплоты высшей температуры, обш,ее количество теплоты, отданной обоими источниками теплоты и преобразованной в работу, составляет -f + = L. Если Qa > О- то после превращения этой работы в теплоту при температуре t-i и передачи ее источнику теплоты с этой температурой источник не только возвратится к начальному состоянию, но и получит дополнительное количество теплоты, равное Qj- Другими словами, от источника теплоты более низкой температуры 2 будет перенесено к источнику теплоты более высокой темпратуры ti > некоторое положительное количество теплоты Q., без каких-либо остаточных изменений в системе (без затраты работы). Но согласно первой формулировке второго начала термодинамики это невозможно. Следовательно, Q2 не может иметь в случае L > О положительного значения, т. е. Q2 < 0. Таким образом, при положительной полезной работе L рабочее тело получает от более нагретого тела количество теплоты Qi и отдает менее нагретому телу количество теплоты Q , т. е. > О и Q2 < О, Из выражения (2.2) следует, что справедливо соотношение [c.61]

Большое значение в природе и в наших представлениях о ней имеют рассмотренные выше самопроизвольные и несамопроизвольные процессы первые — процессы старения системы и деградации энергии, вторые — развития и совершенствования системы и концентрации энергии. Непосредственно с этими процессами связано действие второго начала термодинамики, которое [c.137]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...