Работа при изотермических и адиабатных процессах

Эти тела. Потенциальная энергия – величина относительная. Потенциальная энергия системы в данном её положении численно равна работе, которую совершают действующие на систему консервативные силы при перемещении системы из этого положения в то, где потенциальная энергия условно принимается равной нулю. Консервативная сила, действующая на материальную точку, равна минус градиенту потенциальной энергии и направлена в сторону уменьшения потенциальной энергии по нормали к эквипотенциальной поверхности. Работа потенциальных сил по замкнутому пути равна нулю ( циркуляция вектора консервативной силы по замкнутому контуру равна нулю). Потенциальная энергия не относится к какому-либо телу, она относится к системе взаимодействующих тел и определяется расстоянием до этих тел. Проекция силы поля на вектор r равна частной производной от потенциальной энергии в этом направлении.

 

16. Полная энергия изменяется под действием энергии сторонних сил, следовательно, если мощность сторонних сил равна нулю, то полная энергия постоянна. Но каждая из энергий может меняться, однако увеличение одной равно изменению другой. Кинетическая энергия есть величина относительная (зависит от выбора системы отсчёта). Изменение полной механической энергии мат. Точки равно работе неконсервативных сил – закон изменения мех. Энергии для мат. Точки.

 

 

17. Полная механическая энергия системы определяется суммой кинетических энергий тел, входящих в систему, и потенциальных энергий, обусловленных их взаимодействием друг с другом и внешними телами. Если работа внешних сил, действующих на систему равна нулю, и диссипативные силы отсутствуют, то полная механическая энергия системы сохраняется. Энергия ниоткуда не берётся и никуда не исчезает, она только переходит из одного вида в другой или передаётся от одного тела к другому.

1. И.Г. - теоритическая модель газа, в которой все молекулы принимаются за МТ, не взаимодействующие друг с другом

Давление ИГ- сила, с которой стенки сосуда действуют на частицы при их ударе о стенки

Положения МКТ:

1) Все тела состоят из частиц-молекул

2) Молекулы находятся в постоянном хаотическом движении

3)Между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания

 

Основное положение МКТ: p=2/3 nEk.

2. В качестве температуры предполагалось выбрать температуру, которая является энергетической или кинетической. p=nkT – основной закон МКТ. В равных объёмах разных газов при одном давлении и объёме, количество молекул одинаково (закон Авогадро). v=M/µ pv=m/μ RT – уравнение Менделеева-Клапейрона.

 

3. Барометрическая формула распределения Больцмана. Действуют внешние силы – молекулы газа распределяются строго определённым образом. На dx давление < на dp, давление создаёт столб воздуха. p=poe(-(μ gx/RT)) – барометрическая формула; U = mgx – потенциальная энергия; n=noe(-U/(kT)) – формула Больцмана. Парциальное давление – давление, которое имел бы газ, входящий в состав смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре.

 

 

4. Первое начало термодинамики: рассматривает движение в макроскопической системе, где одним из основных параметров является температура. δ Q=dU+δ A. Складывая элементарные работы в некотором процессе, получим работу, численно равную площади под графиком соответствующего процесса на плоскости p, V. Эта работа положительна, если объём газа увеличивается, и отрицательна, если объём уменьшается. Для циклического процесса, график которого имеет вид замкнутой кривой, работа численно равна площади заштрихованной фигуры, ограниченной графиком. Первое начало термодинамики включает в себя принцип эквивалентности теплоты и механической работы, этим он отличается от закона сохранения энергии в механике. Макроскопическая система, состоящая из большого числа молекул, будет сохранять свою энергию, если к Ек и Еп добавить энергию внутри системы. U= 3/2 ν RT. Работа зависит от пути, а не от начального и конечного положения поршня, т.е. работа не является функцией состояния. бА=hdV, pV=RT, v=1моль, бA=RTdV/V, A=∫ RT/V*dV, A=RTln(V2/V1). В адиабатической оболочке работа является функцией состояния. Работа внешних сил определяет состояния системы в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия – функция, приращение которой в изолированной адиабатической оболочке равно работе внешних сил. Ответственна за изменение температуры при сообщении телу некоторого количества теплоты, которое необходимо сообщить телу для нагревания на 1 градус.

 

 

5. Внутренняя энергия – функция, приращение которой в изолированной адиабатической оболочке равно работе внешних сил. Ответственна за изменение температуры при сообщении телу некоторого количества теплоты, которое необходимо сообщить телу для нагревания на 1 градус. C – молярная теплоёмкость (теплоёмкость 1 моля), с – удельная теплоёмкость. с=С/μ. CdT=dQ, т.е. C=dQ/dT. Сv=(dQ/dT)v. Если V=const, то pdV=0, dQ=dU, т.е. Сv=(dU/dT). U=3/2RT, т.е. Сv=3/2R. dU=C vdT – изменение внутренней энергии равно теплоёмкости при постоянном объёме. δ Q= CvdT+pdV – первое начало термодинамики. dQ=dU+δ A=dU+pdV; dQ= СvdT+pdV, для ν =1 моль pV=RT; dp*V+pdV=RdT; dT=(Vdp+pdV)/R; dQ= Cv(Vdp+pdV)/R+pdV. dA=pdV; pdV=RdT, т.е. (pdV)/dT=R. Cp=(dQ/dT)p= Cv+R;

Cp-Cv=R – уравнение Роберта Майера.

 

6. Закон равнораспределения кинетической энергии по степеням свободы: E1=1/2kT, E0=3/2 kT (всего 3 поступательных степени свободы), квазиупругие силы вызывают колебания U=i/2RTm/μ, Cv=i/2R, Cp=(i/2+1)*R. Адиабатическое изменение объёма: dA=pdV=(RTdV)/V; A=v1∫ v2(RTdV/V)=RTln(V2/V1). V2/V1=p1/p2 – изотермический процесс, уравнение Бойля- Мариотта. A=RTln(p1/p2). Адиабатический процесс (тепло в систему не поступает).

 

 

7. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона для адиабатного процесса. Адиабатическим называется процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Следовательно, для него характерно наличие хорошей изоляции ТС от внешней среды или высокая скорость термодинамического процесса, при которой теплообмен незначителен. Поскольку обратимые процессы, в отличии от адиабатных, являются бесконечно медленными, то о равновесности последних можно говорить только применительно к определенным областям ТС. Поскольку для адиабатического процесса dQ = 0, то

dA = - dU. Следовательно,

p•dV = - (m/µ)Cv•dT. Следовательно, работа газа при адиабатическом расширении равна

A1-2 = (m/µ)•Cv•(T1 - T2)=

(m/µ)• R(T1-T2)/ k -1

Для идеальных газов, чью теплоёмкость можно считать постоянной, в случае квазистатического процесса адиабата имеет простейший вид и определяется уравнение:

где: — его объём, — показатель адиабаты, и — теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении и постоянном объёме.

С учётом уравнения состояния идеального газа уравнение адиабаты может быть преобразовано к виду:

,

где T — абсолютная температура газа. Или к виду:

Поскольку всегда больше 1, из последнего уравнения следует, что при адиабатическом сжатии (то есть при уменьшении V) газ нагревается (T возрастает), а при расширении — охлаждается, что всегда верно и для реальных газов. Нагревание при сжатии больше для того газа, у которого больше коэффициент .

 

 

Цикл карно.

Тепловые машины могут иметь разную конструкцию. Это может быть паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель. Любой тепловой двигатель работает по замкнутому циклу и имеет нагреватель, рабочее тело двигателя и холодильник. В процессе работы теплового двигателя рабочее тело двигателя получает от нагревателя количество теплоты Q1, совершает работу A и передает холодильнику количество теплоты Q2< Q1. Для замкнутого цикла изменение внутренней энергии равно нулю (∆ U=0). Следовательно, согласно I началу термодинамики, работа, совершаемая двигателем, равна A=Q1-Q2 Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называется отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя η =Q1-Q2/Q1 КПД тепловой машины всегда меньше единицы η =1-Q2/Q1 Следовательно, невозможно всю теплоту превратить в работу. Ученые всегда стремились повысить КПД. В первой половине XIX в. французский ученый Сади Карно показал, что максимально возможное значение КПД тепловой машины равно η max=T1-T2/T1=1-T2/T1, где T1 - температура нагревателя, T2 - температура холодильника. Из сравнения уравнений и следует, что η max ≥ η или 1-T2/T1≥ 1Q2/Q1. Отсюда Q2/T2≥ Q1/T1 На основании этого неравенства можно прийти к понятию энтропия и второму началу термодинамики. Повышение КПД тепловых двигателей и приближение его к максимально возможному значению - важнейшая техническая задача. Однако, все тепловые двигатели выделяют большое количество теплоты, что называется тепловым загрязнением, и выбрасывают в атмосферу вредные для растений и животных химические соединения.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая невозможность перехода всей внутренней энергии системы в полезную работу.

Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

В состоянии с максимальной энтропией макроскопические необратимые процессы (а процесс передачи тепла всегда является необратимым из-за постулата Клаузиуса) невозможны.

Теорема Карно-Клаузиуса: коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей обратимо по циклу Карно, не зависит от природы рабочего тела машины, а лишь от температуры нагревателя и температуры холодильника.

 

 

12. Энтропия - мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния.

 

Понятие энтропии впервые было введено Клаузиусом в термодинамике в 1865 году для определения меры необратимого рассеивания энергии, меры отклонения реального процесса от идеального. Определённая как сумма приведённых теплот, она является функцией состояния и остаётся постоянной при обратимых процессах, тогда как в необратимых — её изменение всегда положительно.

 

, ,

где dS — приращение энтропии; δ Q — минимальная теплота, подведенная к системе; T — абсолютная температура процесса.

 

Энтропия ИГ

S=Cv lnT+RlnV+const

При адиабатном процессе dQ=0, dS=0 или S=const

 

Энтропия и вероятность

N1=N2=N/2

 

V1=V2 Если в момент времени t частицы были в левой части, то в момент времени 2t они вернутся в это же состояние

Пусть N=1, p=1/2, p- вероятность, N=2, p=1/2*1/2=1/4 (1/2)^2

N=100, p= (1/2)^100=10^(-30), следовательно вероятность можно не учитывать так как они не реализуются

 

Теорема Остроградского в интегральной форме и ее применение для расчета эл.полей (поле равномерно заряж.плоскости; поле вблизи повеерхности мет.проводника; поле плоского конденсатора; поле равномерно заряж.цилиндра; поле шара равномерно заряж.по поверхности; поле шара равномерно заряж.по объему)

 

Поток вектора напряжения

электрического поля через

произвольную замкнутую

поверхность равен

алгебраической сумме

зарядов замкнутых

внутри этой поверхности,

деленной на Ԑ ₀

Ф_Е=∫ Е_ndS=∑ q_i/ Ԑ ₀

^S

А) поле равномерно заряж. плоскости

Ϭ =dq/dS (Кл/м³)-

поверхностная плотность

Е=ϭ /2Ԑ ₀ =const

U=(ϭ /2Ԑ 0)*(x₂-x₁)

 

Б) сфера, заряженная по поверхности

 

Ф=Q/ Ԑ ₀

E=(1/4ПԐ ₀)*(q/a²)

 

 

В)плоскость, равномерно заряженного по поверхности

E= ϭ /2Ԑ ₀

D= ϭ /2 –смещение

Г)поле двух плоскостей

E= ϭ /Ԑ ₀

D= ϭ

 

Д)поверхность заряженного проводника

Ф_Е=EdS= ϭ dS/Ԑ ₀

E= ϭ /Ԑ ₀ D= ϭ

 

 

Потенциал. Разность потенциалов. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле эквипотенц.поверхности. Потенциал в простейшем электрическом поле(точечный заряд; шаровой конденсатор; шар равномерно заряж.по поверхности; плоского конденсатора; цилиндрический конденсатор)

Потенциал-потенциал поля, созданный системой точечных зарядов в данной точке, равный потенциальной энергии взаимодействия элементарного заряда со всеми зарядами, деленный на величину элементарного заряда

 

φ = Wп/q U=φ 1-φ 2 ∫ E_rdr=0

φ (r)=∑ φ _i – принцип суперпозиции

1. Разность потенциалов между двумя точками, лежащими на расстоянии и от центра заряженной сферической поверхности

2. Потенциал электрического поля плоскости.

3. Разность потенциалов между двумя параллельными плоскостям

4. Электрическое поле бесконечного длинного прямого кругового цилиндра

 

 

Энергия электрического поля

Энергия электрического поля - это энергия системы неподвижных точечных зарядов, энергия уединенного заряженного проводника и энергия заряженного конденсатора.

 

-плотность энергии поля

 

 

Закон Джоуля-Ленца

P=IU=I²R=U²/R Р-мощность

Мощность расходуется на совершение работы, протекание хим. реакций, переход энергии во внутреннюю

Если равна нулю, то мощность выделяется в виде тепла

 

Q=IUt=I²Rt-З.Д.-Ленца для постоянного тока

Q=∫ I²(t)Rdt-для переменного тока

 

Удельная тепловая мощность- кол-во теплоты, которое выделяется в единицу объема в единицу времени (ϖ )

ϖ = dQ/dVdt=ρ j²=ϭ E^2- З.Д.-Ленца в дифференциальной форме

Эти тела. Потенциальная энергия – величина относительная. Потенциальная энергия системы в данном её положении численно равна работе, которую совершают действующие на систему консервативные силы при перемещении системы из этого положения в то, где потенциальная энергия условно принимается равной нулю. Консервативная сила, действующая на материальную точку, равна минус градиенту потенциальной энергии и направлена в сторону уменьшения потенциальной энергии по нормали к эквипотенциальной поверхности. Работа потенциальных сил по замкнутому пути равна нулю ( циркуляция вектора консервативной силы по замкнутому контуру равна нулю). Потенциальная энергия не относится к какому-либо телу, она относится к системе взаимодействующих тел и определяется расстоянием до этих тел. Проекция силы поля на вектор r равна частной производной от потенциальной энергии в этом направлении.

 

16. Полная энергия изменяется под действием энергии сторонних сил, следовательно, если мощность сторонних сил равна нулю, то полная энергия постоянна. Но каждая из энергий может меняться, однако увеличение одной равно изменению другой. Кинетическая энергия есть величина относительная (зависит от выбора системы отсчёта). Изменение полной механической энергии мат. Точки равно работе неконсервативных сил – закон изменения мех. Энергии для мат. Точки.

 

 

17. Полная механическая энергия системы определяется суммой кинетических энергий тел, входящих в систему, и потенциальных энергий, обусловленных их взаимодействием друг с другом и внешними телами. Если работа внешних сил, действующих на систему равна нулю, и диссипативные силы отсутствуют, то полная механическая энергия системы сохраняется. Энергия ниоткуда не берётся и никуда не исчезает, она только переходит из одного вида в другой или передаётся от одного тела к другому.

1. И.Г. - теоритическая модель газа, в которой все молекулы принимаются за МТ, не взаимодействующие друг с другом

Давление ИГ- сила, с которой стенки сосуда действуют на частицы при их ударе о стенки

Положения МКТ:

1) Все тела состоят из частиц-молекул

2) Молекулы находятся в постоянном хаотическом движении

3)Между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания

 

Основное положение МКТ: p=2/3 nEk.

2. В качестве температуры предполагалось выбрать температуру, которая является энергетической или кинетической. p=nkT – основной закон МКТ. В равных объёмах разных газов при одном давлении и объёме, количество молекул одинаково (закон Авогадро). v=M/µ pv=m/μ RT – уравнение Менделеева-Клапейрона.

 

3. Барометрическая формула распределения Больцмана. Действуют внешние силы – молекулы газа распределяются строго определённым образом. На dx давление < на dp, давление создаёт столб воздуха. p=poe(-(μ gx/RT)) – барометрическая формула; U = mgx – потенциальная энергия; n=noe(-U/(kT)) – формула Больцмана. Парциальное давление – давление, которое имел бы газ, входящий в состав смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре.

 

 

4. Первое начало термодинамики: рассматривает движение в макроскопической системе, где одним из основных параметров является температура. δ Q=dU+δ A. Складывая элементарные работы в некотором процессе, получим работу, численно равную площади под графиком соответствующего процесса на плоскости p, V. Эта работа положительна, если объём газа увеличивается, и отрицательна, если объём уменьшается. Для циклического процесса, график которого имеет вид замкнутой кривой, работа численно равна площади заштрихованной фигуры, ограниченной графиком. Первое начало термодинамики включает в себя принцип эквивалентности теплоты и механической работы, этим он отличается от закона сохранения энергии в механике. Макроскопическая система, состоящая из большого числа молекул, будет сохранять свою энергию, если к Ек и Еп добавить энергию внутри системы. U= 3/2 ν RT. Работа зависит от пути, а не от начального и конечного положения поршня, т.е. работа не является функцией состояния. бА=hdV, pV=RT, v=1моль, бA=RTdV/V, A=∫ RT/V*dV, A=RTln(V2/V1). В адиабатической оболочке работа является функцией состояния. Работа внешних сил определяет состояния системы в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия – функция, приращение которой в изолированной адиабатической оболочке равно работе внешних сил. Ответственна за изменение температуры при сообщении телу некоторого количества теплоты, которое необходимо сообщить телу для нагревания на 1 градус.

 

 

5. Внутренняя энергия – функция, приращение которой в изолированной адиабатической оболочке равно работе внешних сил. Ответственна за изменение температуры при сообщении телу некоторого количества теплоты, которое необходимо сообщить телу для нагревания на 1 градус. C – молярная теплоёмкость (теплоёмкость 1 моля), с – удельная теплоёмкость. с=С/μ. CdT=dQ, т.е. C=dQ/dT. Сv=(dQ/dT)v. Если V=const, то pdV=0, dQ=dU, т.е. Сv=(dU/dT). U=3/2RT, т.е. Сv=3/2R. dU=C vdT – изменение внутренней энергии равно теплоёмкости при постоянном объёме. δ Q= CvdT+pdV – первое начало термодинамики. dQ=dU+δ A=dU+pdV; dQ= СvdT+pdV, для ν =1 моль pV=RT; dp*V+pdV=RdT; dT=(Vdp+pdV)/R; dQ= Cv(Vdp+pdV)/R+pdV. dA=pdV; pdV=RdT, т.е. (pdV)/dT=R. Cp=(dQ/dT)p= Cv+R;

Cp-Cv=R – уравнение Роберта Майера.

 

6. Закон равнораспределения кинетической энергии по степеням свободы: E1=1/2kT, E0=3/2 kT (всего 3 поступательных степени свободы), квазиупругие силы вызывают колебания U=i/2RTm/μ, Cv=i/2R, Cp=(i/2+1)*R. Адиабатическое изменение объёма: dA=pdV=(RTdV)/V; A=v1∫ v2(RTdV/V)=RTln(V2/V1). V2/V1=p1/p2 – изотермический процесс, уравнение Бойля- Мариотта. A=RTln(p1/p2). Адиабатический процесс (тепло в систему не поступает).

 

 

7. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона для адиабатного процесса. Адиабатическим называется процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Следовательно, для него характерно наличие хорошей изоляции ТС от внешней среды или высокая скорость термодинамического процесса, при которой теплообмен незначителен. Поскольку обратимые процессы, в отличии от адиабатных, являются бесконечно медленными, то о равновесности последних можно говорить только применительно к определенным областям ТС. Поскольку для адиабатического процесса dQ = 0, то

dA = - dU. Следовательно,

p•dV = - (m/µ)Cv•dT. Следовательно, работа газа при адиабатическом расширении равна

A1-2 = (m/µ)•Cv•(T1 - T2)=

(m/µ)• R(T1-T2)/ k -1

Для идеальных газов, чью теплоёмкость можно считать постоянной, в случае квазистатического процесса адиабата имеет простейший вид и определяется уравнение:

где: — его объём, — показатель адиабаты, и — теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении и постоянном объёме.

С учётом уравнения состояния идеального газа уравнение адиабаты может быть преобразовано к виду:

,

где T — абсолютная температура газа. Или к виду:

Поскольку всегда больше 1, из последнего уравнения следует, что при адиабатическом сжатии (то есть при уменьшении V) газ нагревается (T возрастает), а при расширении — охлаждается, что всегда верно и для реальных газов. Нагревание при сжатии больше для того газа, у которого больше коэффициент .

 

 

Работа при изотермических и адиабатных процессах

Работа зависит от пути, а не от начального и конечного положения поршня, т.е. работа не является функцией состояния. бА=hdV, pV=RT, v=1моль, бA=RTdV/V, A=∫ RT/V*dV, A=RTln(V2/V1).

Адиабатический процесс — термодина-мический процесс в макроскопической системе, при котором система не получает и не отдаёт тепловой энергии.

 

При адиабатическом процессе dQ=0,

dA = - dU. Следовательно,

p•dV = - (m/µ)Cv•dT

ɤ = Ср/Сv, где ɤ -показатель адиабаты

pV^ɤ =const –уравнение адиабаты, то T=V^(ɤ -2)=const и Tp^((1-ɤ )/ɤ )= const

dA=pdV, p=(p1V1^ɤ )/V^ɤ V1→ V2

A=R(T1-T2)/ɤ -1 (если 1 моль вещества)

A=(m/µ)*((R(T1-T2))/(ɤ -1)

 

 

9. Второе начало термодинмики: не существует такого процесса, единственным результатом которого было бы охлаждение одного тела и совершение механической работы. Нельзя превратить теплоту в работу целиком. η =(Q1-Q2)/Q1.

Q1-от горячего Q2-от холодного

 

 

Кельвин: невозможно создать периодически действующую машину, единственным результатом которой было бы совершение работы за счёт тепла, полученного от нагревателя. Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Планк: невозможно создать периодически действующую машину, единственным результатом которой было бы поднятие груза за счёт уменьшения внутренней энергии нагревателя.

Клаузис: невозможен процесс передачи тепла от более холодного тела к более горячему без изменений в окружающей природе. «Энтропия изолированной системы не может уменьшаться» (закон неубывания энтропии).

 

Цикл карно.

Тепловые машины могут иметь разную конструкцию. Это может быть паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель. Любой тепловой двигатель работает по замкнутому циклу и имеет нагреватель, рабочее тело двигателя и холодильник. В процессе работы теплового двигателя рабочее тело двигателя получает от нагревателя количество теплоты Q1, совершает работу A и передает холодильнику количество теплоты Q2< Q1. Для замкнутого цикла изменение внутренней энергии равно нулю (∆ U=0). Следовательно, согласно I началу термодинамики, работа, совершаемая двигателем, равна A=Q1-Q2 Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называется отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя η =Q1-Q2/Q1 КПД тепловой машины всегда меньше единицы η =1-Q2/Q1 Следовательно, невозможно всю теплоту превратить в работу. Ученые всегда стремились повысить КПД. В первой половине XIX в. французский ученый Сади Карно показал, что максимально возможное значение КПД тепловой машины равно η max=T1-T2/T1=1-T2/T1, где T1 - температура нагревателя, T2 - температура холодильника. Из сравнения уравнений и следует, что η max ≥ η или 1-T2/T1≥ 1Q2/Q1. Отсюда Q2/T2≥ Q1/T1 На основании этого неравенства можно прийти к понятию энтропия и второму началу термодинамики. Повышение КПД тепловых двигателей и приближение его к максимально возможному значению - важнейшая техническая задача. Однако, все тепловые двигатели выделяют большое количество теплоты, что называется тепловым загрязнением, и выбрасывают в атмосферу вредные для растений и животных химические соединения.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая невозможность перехода всей внутренней энергии системы в полезную работу.

Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

В состоянии с максимальной энтропией макроскопические необратимые процессы (а процесс передачи тепла всегда является необратимым из-за постулата Клаузиуса) невозможны.

Теорема Карно-Клаузиуса: коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей обратимо по циклу Карно, не зависит от природы рабочего тела машины, а лишь от температуры нагревателя и температуры холодильника.

 

 

12. Энтропия - мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния.

 

Понятие энтропии впервые было введено Клаузиусом в термодинамике в 1865 году для определения меры необратимого рассеивания энергии, меры отклонения реального процесса от идеального. Определённая как сумма приведённых теплот, она является функцией состояния и остаётся постоянной при обратимых процессах, тогда как в необратимых — её изменение всегда положительно.

 

, ,

где dS — приращение энтропии; δ Q — минимальная теплота, подведенная к системе; T — абсолютная температура процесса.

 

123Следующая ⇒

Поделиться: