Основные законы (начала) термодинамики

Основанные на макроскопическом опыте представления об особенностях термодинамического равновесия конечных систем принимаются в термодинамике в качестве постулатов, опираясь на которые с помощью основных законов (начал) термодинамики изучаются свойства равновесных систем и закономерности при их приближении к равновесию. [c.16]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ (НАЧАЛА) ТЕРМОДИНАМИКИ [c.54]

Физические свойства макроскопических систем изучаются статистическим и термодинамическим методами. Статистический метод основан на использовании теории вероятностей и определенных моделей строения этих систем и представляет собой содержание статистической физики. Термодинамический метод не требует привлечения модельных представлений о структуре вещества и является феноменологическим (т. е. рассматривает феномены — явления в целом). При этом все основные выводы термодинамики можно получить методом дедукции, используя только два основных эмпирических закона (начала) термодинамики. [c.6]

Термодинамика—дедуктивная наука. Ее основные успехи могут быть охарактеризованы тем, что она позволяет получить множество различных соотношений между величинами, определяющими состояние тел, опираясь на весьма общие эмпирические законы—начала термодинамики. [c.36]

В то время как термодинамика изучает свойства равновесных физических систем, исходя из трех основных законов, называемых началами термодинамики, и не использует явно представлений о молекулярном строении вещества, статистическая физика при рассмотрении этих свойств с самого начала опирается на молекулярные представления о строении физических систем, широко применяя методы математической теории вероятностей. [c.9]

Термодинамика возникла из потребностей теплотехники . Развитие производительных сил стимулировало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. французским физиком, инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения , устанавливающим основные положения материализма. Закон сохранения и превращения энергии имеет как количественную, так и качественную стороны. Количественная сторона закона сохранения и превращения энергии состоит в утверждении, что энергия системы является однозначной функцией ее состояния и при любых процессах в изолированной системе сохраняется, превращаясь лишь в строго определенном количественном соотношении эквивалентности из [c.10]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И УРАВНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ [c.30]

Термодинамический анализ неравновесных процессов составляет главную задачу и содержание термодинамики необратимых процессов. Этот анализ основывается на втором начале термодинамики кроме того, естественно, используются также первое начало термодинамики и законы сохранения вещества, заряда, количества движения. Рассматриваемые процессы предполагаются не очень сильно отклоняющимися от равновесных. Помимо этого принимается, что исследуемые термодинамические системы изотропны, а внешние силовые поля не меняются во времени эти последние предположения не являются существенными и вводятся в основном для упрощения. [c.331]

Выражения для теплоемкостей идеальных газов при постоянном объеме (с и при постоянном давлении (с ) получаются из основного выражения первого начала термодинамики для простых тел (соотношение 1.36), определения теплоемкости (соотношение 1.25) и закона Джоуля (соотношения 1.40, 1.41) [c.26]

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]

Принятый метод исследования является термодинамическим. Он опирается на основные положения термодинамики, знание которых является отправным пунктом при изучении термодинамических свойств веществ. К ним относятся первый и второй законы термодинамики, понятия о термодинамической температуре и энтропии, представления об обратимости и необратимости процессов и некоторые другие положения, вытекающие из первого и второго начал термодинамики. В книге не будут вводиться определения различных термодинамических величин (внутренней энергии, энтальпии, теплоемкости и т. д.), так как они даны в соответствующих курсах термодинамики. [c.5]

В то же время основной задачей теории изнашивания является установление критериев, с помощью которых можно было бы предсказать скорость (или интенсивность) изнашивания, наступление предельного состояния поверхностных слоев, переходы от одного вида изнашивания к другому. Наиболее общим и перспективным в исследовании и описании процессов изнашивания является термодинамический подход, в основе которого лежат законы сохранения энергии и принцип увеличения энтропии при необратимых процессах (первое и второе начала термодинамики). Целесообразность такого подхода также объясняется тем, что в основе современных теорий прочности твердых тел и строения вещества лежат энергетические концепции, а процесс трения всегда сопровождается диссипацией энергии. При этом совокупность происходящих физико-химических процессов, обусловливающая изменение структуры материала, энтропии трибосистемы и ее изнашивание (разрушение), может быть описана с помощью законов неравновесной термодинамики и термодинамических критериев (энерге- [c.111]

Первый закон, или первое начало термодинамики представляет собой частный случай всеобщего закона природы — закон сохранения и превращения энергии и материи. Первый закон термодинамики был открыт и сформулирован Г. Гессом, Р. Майером, Д. Джоулем, и Г. Гельмгольцем в 40-х годах XIX столетия. Основные идеи этого закона были высказаны М. В. Ломоносовым еще в 1748 г. [c.24]

Термин первое начало (основной закон) термодинамики как принцип эквивалентности теплоты и работы ввел Р. Клаузиус в 1850 г. [c.85]

Принцип построения термодинамики прост. В основу термодинамики положены два основных закона (или, как иногда говорят, начала), установленных опытным путем. Первый закон термодинамики характеризует количественную сторону процессов превращения энергии, а второй закон устанавливает качественную сторону (направленность) процессов, происходящих в физических системах . Используя только эти два закона, методом строгой дедукции можно получить все основные выводы термодинамики. [c.5]

После того как выяснена природа тепловых явлений и статистический характер основных понятий и законов термодинамики, можно, отвлекаясь от микроскопического механизма явлений, изучать их феноменологически, т. е. на основе введенных термодинамических величин (см. 8.1) и трех начал термодинамики ( 9, 10, 11). В этом суть метода термодинамики как особой науки. [c.89]

В этой главе мы выведем уравнение полной энергии, начав с обзора (п. 30—32) тех результатов классической термодинамики, которые нам понадобятся в дальнейшем. Мы рассмотрим, в частности, основные законы, описывающие изменения термодинамической системы, фазы которой имеют постоянную массу и фиксированное уравнение состояния. Прежде чем перейти к деталям, следует заметить, что мы не ставим перед собой задачу (это выходило бы к тому же за рамки данной статьи) физического обоснования логической структуры термодинамики. Укажем лишь, что такого рода обоснование мы находим в законах Клаузиуса и Кельвина, результатах кинетической теории и статистической механики [c.87]

Всякое термодинамическое исследование представляет собой логическое развитие применительно к рассматриваемым явлениям двух основных начал термодинамики и тепловой теоремы, из которых математическим путем выводятся относящиеся сюда закономерности. Эти частные закономерности будут столь же достоверны, как и сами фундаментальные законы, положенные в основу термодинамики, а само термодинамическое исследование может применяться к самым разнообразным физическим явлениям и процессам. Из этого становится ясной исключительная сила и всеобщность термодинамического метода. [c.7]

Неправильно думать, что первое и второе начала термодинамики представляют собой два независимых, взаимно несвязанных принципа. Уже Ф. Энгельс со всей очевидностью показал, что второе начало, понимаемое как универсальный принцип, несовместимо с законом сохранения и превращения энергии, противоречит ему, так как, не требуя изменения энергии в количественном от-нощении, оно утверждает качественное вырождение энерги , потерю энергией основного ее свойства — способности к превращениям. [c.139]

Адиабатный процесс истечения газа включает в себя понятие о располагаемой работе, поэтому предварительно рассмотрим эту работу. В параграфе 12. 1 отмечалось, что в основе теории газового потока лежит первое начало термодинамики. Как известно, основное уравнение первого закона термодинамики (4. 5) или (4. 6) выражает равенство энергий для процессов, в которых тело не имело видимого движения в пространстве и, следовательно, не обладало кинетической энергией. Для процессов, в которых тело перемещается в пространстве с некоторой переменной скоростью хю, а следовательно, обладает кинетической энергией видимого движения, уравнение [c.241]

В гл. 1 излагаются основные понятия и первый закон термодинамики. В отдельных параграфах этой главы рассматриваются следующие вопросы первое начало термодинамики единицы теплоты и работы механический эквивалент тепла внутренняя энергия внешняя [c.173]

Третье издание учебника имеет следующее построение курса. Часть первая Основные законы термодинамики . Гл, 1 Введение гл, 2 Первое начало термодинамики гл. 3 Второе начало термодинамики (сущность второго начала термодинамики интегрирующий делитель для выражения элементарного количества тепла энтропия аналитическое выражение второго начала термодинамики полезная внешняя работа термодинамические потенциалы и характеристические функции тепловая теорема Нернста дифференциальные уравнения термодинамики в частных производных статистическое толкование второго начала термодинамики) гл. 4 Термодинамическое равновесие гл. 5 Термодинамические процессы гл. 6 Газы и их смеси гл. 7 Насыщенные влажные и перегретые пары гл. 8 Течение газов и паров гл. 9 Общий термодинамический метод анализа циклов тепловых двигателей . Часть вторая Рабочие циклы тепловых двигателей . Гл. 10 Сжатие газов и паров гл. 11 Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания гл. 12 Циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей гл. 13 Циклы паросиловых установок гл. 14 Циклы холодильных машин гл. 15 Термодинамические принципы получения теплоты гл. 16 Термодинамика химических реакций . [c.349]

Термодинамика состоит из ее основ и приложений. В основы входят исходные положения, основные законы (начала) и методы термодинамики. Приложения же термодинамики весьма многообразны. Важнейшим при изложении термодинамики является обсуждение ее исходных положений, определяющих рамки ее применимости. Именно вследствие недостаточной уясненности области применимости термодинамики был сделан в свое время вывод о тепловой смерти Вселенной. [c.288]

Существуют и другие формулировки основного принципа пластичности, отличные от формулировки Мизеса, но по существу ей эквивалентные. Следует заметить, что принцип Мизеса не есть универсальный закон природы, он не вытекает из начал термодинамики. Американский ученый Друкер, который предложил эквивалентный постулат в несколько иной форме, называл его квазитермо-динамическим и подчеркнул, что смысл его состоит в выделении класса хороших в определенном смысле материалов. [c.61]

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 термодинамики и введпгих важнейшие понятия энтропии и абсолютной температуры. Основным методом исследования термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. [c.11]

Таким образом, оказывается, что при исследовании термодинамических свойств систем второе начало не нужно в полном объеме и основным законом 1ермодинамики является только первое начало (9.8). Такое построение термодинамики является ошибочным. [c.172]

Исторически термодинамика возникла из потребностей теплотехники. Развитие производительных сил стимулиров.ало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. в первом сочинении по термодинамике французским физиком и инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения . [c.9]

Будучи феноменологической теорией, термодинамика исходит из понятий, данных опытом, и базируется на нескольких экспериментально установленных законах. К числу ее основных законов относятся первое начало термодинамики, представляющее собой частную форму всеобщего закона природы — закона сохранения и превращения энергии — применительно к теплорым явлениям, и второе начало термодинамики, характеризующее направление протекающих в природе макроскопических процессов. [c.7]

Кроме этих двух основных законов, важное, хотя и более ограниченное значение, имеют тепловая теорема третье начало термодинамики), определяющая чиатенное значение важнейшей термодинамической функции тела — энтропии — в состоянии равновесия при температуре абсолютного нуля, и условие взаимности, составляющее базу термодинамики неравновесных (необратимых) процессов. [c.7]

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]

К числу основных законов термодинамики относится прежде всего первое начало термодинамики, представляющее собой количественное выражение закона сохранения и превращения энергии. Этот закон утверждает, что невозможен процесс возникновения или исчезновения энергии, что энергия изолированной системы при всех изменениях этой системы сохраняет постоянную величину. Этот закон носит всеобщий характер используется всюду, где возникает необходимость в определении, например, теплоты или работы. Из этого закона, в частности, следует вывод о невозможности построения вечного двигателя (Perpetuum mobile) первого рода, который был бы в состоянии производить работу без получения энергии извне. [c.5]

Как уже упоминалось, термодинамика является наукой феноменологической. Основу термодинамического метода составляют постулаты и три закона (или начала) термодинамики. Оказывается возможным, исходя из небольшого числа общих законов, получить в термодинамике весьма глу(юкие результаты. В этом смысле изложение термодинамики мэжно построить таким же образом, как это делается, скажем, в евклидовой геометрии. Перейдем к изложению основных понятий и определений термодинамики. [c.30]

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]

Предъявляемым требованиям удовлетворяет постулат, основанный на законе возрастания энтропии (см. 9.3), что было отмечено еще М. Планком (см. предисловие). Если помимо реальных необратимых процессов учесть как предел допустимого идеальные обратимые (равновесные) процессы, то основной постулат второго начала термодинамики может быть ВЕ,1ражен следующим образом сумма энтропий всех тел (число которых п), принимающих участие в преобразовании энергии, не может уменьшаться-. [c.138]

Великого Эйнштейна не нужно представлять читателям. Несколько слов о М. Смолуховском. Родился он в Фордербрюле близ Вены. Окончил Венский университет, работал во Львовском университете, а затем в Краковском, где в последний год жизни был ректором. Основные работы посвящены молекулярной физике, термодинамике, статистической физике. Так он создал теорию броуновского движения, исходя из кинетического закона распределения энергии. Эта теория доказала справедливость кинетической теории теплоты, Способствуя ее окончательному утверждению. Им создана теория термодинамических флуктуаций, которая нанесла удар гипотезе тепловой смерти Вселенной, следовавшей из классической трактовки второго начала термодинамики. [c.140]

Для ясного понимания путей совершенствования тепловых двигателей не-обхо Димо глубокое знание основных законов термодинамики, в особенности второго. начала термодинамики и его следствий. [c.4]

Говоря о методе Дюгема — Гиббса, надо заметить, что значительное развитие и применение в конце XIX — начале XX вв, получил и общий термодинамическпй метод исследований, метод, использующий дифференциальные уравнения, аналитически обобщающие основные законы термодинамики и математические свойства полных дифференциалов. Начала этого метода были заложены еще одним из творцов первичной теории термодинамики и ее второго закона — Клаузпусо.м. Широкое применение этого метода при построении общих основ теории термодинамики мы увиди.м при рассмотрении учебников Радцига, Мерцалова, Саткевича, Грузинцева,. Брандта и др. [c.88]

Клаузиус, О втором основном законе термодинамики, 1867. Сборник работ Второе начало термодинамики , ИТГЛ. 1934. [c.268]

Книга М. Л. Леонтовича содержит строгое и глубокое изложение начал термодинамики и основ общей ее теории. Автору удалось в сравнительно небольшом объеме обстоятельно изложить многие положения термодинамики. Особенно интересно и глубоко изложены в ней основные положения второго закона термодинамики. [c.362]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...