Podruchnik Neokretni toplinski procesi. Drugi zakon termodinamike. Pojmovi entropije Neokretna priroda toplinskih procesa

Zakon održanja energije vrijedi da se velika količina energije za bilo koji proces gubi nepromijenjena. Ali nema se što reći o tim energetskim transformacijama koje su moguće.

Zakon održanja energije ne štiti obrađuje kao prije nisu uključeni:

Zagrijavanje toplijeg tijela hladnijim;

Čim se visak zanjiše, postat ću miran;

Skupljanje pijeska uz kamin.

Procesi u prirodi imaju tendenciju da budu ravni. Kod bolesne osobe smrad će odmah proći, što je nemoguće. O svim procesima u prirodi ne može se raspravljati(Starost i smrt organizama).

Bez pregovaranja proces se može nazvati takvim procesom, čiji ulaz može teći samo kao jedan od procesa sklapanja. Mimovilnimi To su procesi koji se odvijaju bez dodavanja vanjskih tijela, a samim tim i bez promjena u tim tijelima).

Proces prijelaza sustava s jedne razine na drugu, koji se može izvesti na skretanju ravno kroz isti niz međurazina, naziva se vukodlaci. U tom slučaju, sam sustav i vanzemaljska tijela potpuno se okreću do izlazne pozicije.

Drugi zakon termodinamike izravno ukazuje na moguće transformacije energije i time određuje nepovratnost procesa u prirodi. U uspostavljanju načina da se potpuno razjasne najnovije činjenice.

Formula R. Clausiusa: nemoguće je prenijeti toplinu s hladnog na vruće unutar jednog sata od promjena u oba sustava ili u višku tijela.

W. Kelvinova formula: nemoguće je izvesti takav periodični proces, jedini rezultat je izdvajanje rada za količinu topline preuzetu iz jedne jezgre.

Nespretni toplinski motor druge vrste, dakle. motor koji radi mehanički u svrhu hlađenja bilo kojeg tijela.

Objašnjenje ireverzibilnosti procesa u prirodi može biti statistički (nemoguće) nejasno.

Ovo je dakle mehanički proces (ne medicinski proces) vukodlaci. Nepromjenjiv (ne mijenja se) pri zamjeni t→-t. Slično okolnim molekulama kože, one su također nepromjenjive prije vremena transformacije, jer Osvetiti se bez sile, leći s porasta. To znači da je razlog nepovratnosti procesa u prirodi to što se makroskopska tijela sve češće pojavljuju.

Makroskopski stroj karakterizira niz termodinamičkih parametara (tlak, volumen, temperatura itd.). Mikroskopski stroj karakteriziraju zadane koordinate i brzine (impulsi) svih čestica koje čine sustav. Jedna makroskopska stanica može se realizirati s velikim brojem mikroskopskih stanica.

Značajno: N je broj sustava u sustavu, N 1 je broj mikrostanova koji implementiraju ovaj sustav, w je pouzdanost ovog sustava.

Što je više N 1, to je dakle veća homoviralnost ovog makrostana. Sada će sustav biti u upotrebi kod vas više od sat vremena. Promatra se evolucija sustava od faza male količine do onih najnaprednijih. Jer mehanički roc- kada postoji red, a toplinska energija je kaotična, tada mehanička energija prelazi u toplinsku. Tijekom izmjene topline svako tijelo ima višu temperaturu (molekule imaju prosječnu kinetičku energiju), manje vjerojatno, što je temperatura niža. Stoga se proces izmjene topline odvija na različitim temperaturama.

Entropija - duševni mir. S – entropija.

gdje je k Boltzmannova konstanta. Ovaj proces otkriva statističku zamjenu zakona termodinamike. Količina entropije u svim ireverzibilnim procesima raste. S ove točke gledišta života, postoji stalna borba promjene entropije. Entropija je povezana s informacijama, jer Dovedite informacije u red (kao što znate, uskoro ćete ostarjeti).

Vukodlak naziva se proces koji pokazuje nagazimo na pamet:

1. To se može učiniti izravno s dva pro-ulcera;
2. u koži ovih vrsta bolesti, sustav i oozing tijela prolaze kroz iste perinealne zone;
3. Nakon provedbe direktnog i reverznog procesa, sustav i izlazna tijela rotiraju se u izlazno stanje.

Postoji li neki proces koji ne zadovoljava niti jedan od ovih umova, neopozivo.

Dakle, moguće je zaključiti da se apsolutno opružna lopta, padajući u vakuumu na apsolutno opružnu ploču, okreće nakon okretanja u izlaznoj točki, prošavši sve međunožne linije na okretištu, kao što je prošla i tijekom pada .

Međutim, u prirodi nema vrlo konzervativnih sustava, čak i ako bilo koji stvarni sustav ima ikakvu snagu. Stoga se o svim stvarnim procesima u prirodi ne može raspravljati.

Stvaran toplinski procesi također neopozivo.

1. Tijekom difuzije vibrirajuća koncentracija se postiže spontano. Sam proces vraćanja se ne odvija: neki se plinovi, na primjer, ne odvajaju u skladišne ​​komponente. Pa, difuzija je nepovratan proces.
2. Izmjena topline, da bude jasno, također je jednosmjeran izravan proces. Kao rezultat izmjene topline, energija se sama prenosi s jednog tijela na drugo. visoka temperatura na tijelo na niskoj temperaturi. Obrnuti proces prijenosa topline s hladnog tijela na vruće ne događa se sam od sebe.
3. O procesu pretvaranja mehaničke energije u unutarnju energiju tijekom udarca bez opruge ili trljanja ne može se raspravljati.

Sada, prema prvom zakonu termodinamike, ne vrijedi ravnost, a time ni nepovratnost toplinskih procesa. Prvi zakon termodinamike zahtijeva da je količina topline koju daje jedno tijelo točno jednaka količini topline koju oduzima drugo. A os prehrane je o onima, iz bilo kojeg tijela, od toplog do hladnog, i konačno, energija prolazi, postaje lišena pritiska.

Na izravnost stvarnih toplinskih procesa ukazuje još jedan zakon termodinamike, utvrđen strogo dokumentiranim činjenicama. Ovo je postulat. Njemačko čitanje R. Clausiusa dalo je sljedeću formulu drugi zakon termodinamike: Nemoguće je prenijeti toplinu s hladnog na vruće bez drugih noćnih promjena u oba sustava ili u suvišnim tijelima.

Drugi zakon termodinamike pokazuje nemogućnost stvaranja perpetuuma pokretača druge vrste, tj. motor, koji robiv bi robot za rakhunok hlađenje bilo kojeg tijela.

Osnovno električno punjenje. Dvije vrste električnih naboja. Zakon održanja električnog naboja. Coulombov zakon. Električno polje. Napetost električno polje. Električni vodovi. Superpozicija električnih polja.

Električni naboj je fizikalna veličina koja karakterizira moć čestica ili tijela da stupe u međudjelovanje elektromagnetskih sila.

Električni naboj označen je slovima q ili drugo Q.

Ukupnost svih poznatih eksperimentalnih činjenica omogućuje nam da razvijemo sljedeće zaključke:

· Postoje dvije vrste električnih naboja, mentalno nazvani pozitivni i negativni.

· Naboji se mogu prenositi (na primjer, tijekom izravnog kontakta) s jednog tijela na drugo. Osim mase tijela, električni naboj nije nevidljiva karakteristika ovog tijela. Isto tijelo u različitim umovima može nositi različite naboje.

· isti naboji se međusobno privlače, različiti naboji se privlače. Ovo također pokazuje princip podređenosti elektromagnetskih sila gravitacijskim. Gravitacijske sile su uvijek sile gravitacije.

Jedan od temeljnih zakona prirode eksperimentalno je utvrđen zakon održanja električnog naboja .

U izoliranom sustavu algebarski zbroj naboja svih tijela postaje stacionaran:

U Coulombovim istraživanjima došlo je do interakcije između vrećica čije su dimenzije bile mnogo manje od udaljenosti između njih. Takvo punjenje tijela obično se naziva točkasti naboji.

Točkasti naboj je naziv za nabijeno tijelo čije se dimenzije u umovima date biljke mogu dobiti.

Na temelju numeričkih istraživanja Coulomb je ustanovio sljedeći zakon:

Interakcije nepomičnih naboja izravno su proporcionalne dodavanju modula naboja i proporcionalne su kvadratu udaljenosti između njih:

Sile međusobnog međudjelovanja podliježu trećem Newtonovom zakonu: Sile međudjelovanja između novih predznaka naboja i sila gravitacije na različite znakove(slika 1.1.3). Interakcije nehlapljivih električnih naboja nazivaju se elektrostatski ili drugo Kulonovski međusobno. Dio elektrodinamike koji uključuje Coulombovu interakciju naziva se elektrostatika .

Za točkasta nabijena tijela vrijedi Coulombov zakon. U praksi, Coulombov zakon dobro funkcionira, budući da su dimenzije nabijenih tijela mnogo manje od udaljenosti između njih.

Koeficijent k U SI sustavu upišite u pregled:

Dokazi pokazuju da su kulumbovske sile interakcije uređene prema principu superpozicije.

Ako nabijeno tijelo istodobno djeluje s nekoliko nabijenih tijela, tada je rezultirajuća sila kojom to tijelo djeluje jednaka vektorskom zbroju sila koje djeluju na to tijelo sa strane drugih nabijenih tijela.

ELEKTRIČNO POLJE- Spava na električni naboj, materijalno.
Glavna snaga električnog polja je djelovanje sile na električni naboj, dodajući mu.
Elektrostatičko polje- Polje neuništivog energetskog naboja ne mijenja se tijekom vremena.
Jačina električnog polja.- energetska svojstva hrane. polja.
- to je odnos između sile i polja koji unosi točkasti naboj do vrijednosti naboja.
- ne leži u veličini naboja, već karakterizira električno polje!

Vektor izravne napetosti
izbjegava smjer vektora sile, koji je pozitivan naboj, i smjer sile, koji je negativan naboj.

U bilo kojoj točki polja naprezanje se uvijek izravnava u ravnu liniju koja povezuje tu točku i q0.

Vukodlak naziva se proces koji sugerira umovima dana:

1. To se može učiniti izravno s dva pro-ulcera;
2. u koži ovih vrsta bolesti, sustav i oozing tijela prolaze kroz iste perinealne zone;
3. Nakon provedbe direktnog i reverznog procesa, sustav i izlazna tijela rotiraju se u izlazno stanje.

Postoji li neki proces koji ne zadovoljava niti jedan od ovih umova, neopozivo.

Dakle, moguće je zaključiti da se apsolutno opružna lopta, padajući u vakuumu na apsolutno opružnu ploču, okreće nakon okretanja u izlaznoj točki, prošavši sve međunožne linije na okretištu, kao što je prošla i tijekom pada .

Međutim, u prirodi nema vrlo konzervativnih sustava, čak i ako bilo koji stvarni sustav ima ikakvu snagu. Stoga se o svim stvarnim procesima u prirodi ne može raspravljati.

Stvaran toplinski procesi također neopozivo.

1. Tijekom difuzije vibrirajuća koncentracija se postiže spontano. Sam proces vraćanja se ne odvija: neki se plinovi, na primjer, ne odvajaju u skladišne ​​komponente. Pa, difuzija je nepovratan proces.
2. Izmjena topline, da bude jasno, također je jednosmjeran izravan proces. Kao rezultat izmjene topline energija se sama prenosi s tijela više temperature na tijelo niže temperature. Obrnuti proces prijenosa topline s hladnog tijela na vruće ne događa se sam od sebe.
3. O procesu pretvaranja mehaničke energije u unutarnju energiju tijekom udarca bez opruge ili trljanja ne može se raspravljati.

Sada, prema prvom zakonu termodinamike, ne vrijedi ravnost, a time ni nepovratnost toplinskih procesa. Prvi zakon termodinamike zahtijeva da je količina topline koju daje jedno tijelo točno jednaka količini topline koju oduzima drugo. A os prehrane je o onima, iz bilo kojeg tijela, od toplog do hladnog, i konačno, energija prolazi, postaje lišena pritiska.

Na izravnost stvarnih toplinskih procesa ukazuje još jedan zakon termodinamike, utvrđen strogo dokumentiranim činjenicama. Ovo je postulat. Njemačko čitanje R. Clausiusa dalo je sljedeću formulu drugi zakon termodinamike: Nemoguće je prenijeti toplinu s hladnog na vruće bez drugih noćnih promjena u oba sustava ili u suvišnim tijelima.

Drugi zakon termodinamike pokazuje nemogućnost stvaranja perpetuuma pokretača druge vrste, tj. motor, koji robiv bi robot za rakhunok hlađenje bilo kojeg tijela.

Književnost

Aksenovich L. A. Fizika u srednjoj školi: teorija. Zavdannya. Test: Navch. Vodič za instalacije koje će osigurati uklanjanje patentnog zatvarača. seredovishch, iluminacija / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Po izd. K. S. Farino. – Mn.: Adukatsiya i vikhovuvannya, 2004. – P. 161-162.

Prvi zakon termodinamike - zakon održanja energije za toplinske procese - uspostavlja veze između količine topline Q uklonjenim sustavom, promjenom Δ U njezina unutarnja energija i rad A, temeljito preko vanjskih tijela:

Q = Δ U + A.

Prema ovom zakonu energija se ne može stvoriti niti uništiti; Prenosi se iz jednog sustava u drugi i transformira se iz jednog oblika u drugi. Procesi koji krše prvi zakon termodinamike nikada se nisu bojali.

Prvi zakon termodinamike ne utvrđuje izravno toplinske procese. Međutim, kao što dokazi pokazuju, mnogi toplinski procesi mogu se odvijati u samo jednom smjeru. Ti se procesi nazivaju neopozivo . Na primjer, kada postoji toplinski kontakt između dva tijela na različitim temperaturama, tok topline je ravno od toplog tijela prema hladnom. Nema straha od prolaznog procesa prijenosa topline s tijela s niskom temperaturom na tijelo s visokom temperaturom. Također, o procesu izmjene topline na krajnjoj temperaturnoj razlici ne može se pregovarati.

Vukodlaci Procesi su procesi prijelaza sustava s jedne razine važnosti na drugu, koji se mogu provesti u povratnom smjeru kroz isti niz međurazina. U tom slučaju, sam sustav i vanzemaljska tijela rotiraju se do izlazne pozicije.

Procesi tijekom kojih sustav postupno gubi ravnotežu nazivaju se kvazistatičan. Svi kvazistatički procesi su vukodlaci. Svi prometni procesi su kvazistatični.

Ako se radno tijelo toplinskog stroja dovede u kontakt sa spremnikom topline, čija temperatura ostaje konstantna tijekom procesa izmjene topline, tada će jedini obrnuti proces biti kvazistatički izotermni proces koji se odvija pri beskonačno maloj temperaturnoj razlici radno tijelo i rezervoar. Zbog prisutnosti dva termalna rezervoara s različitim temperaturama, proces se može provoditi na dvije izotermne plohe. Budući da se adijabatski proces također može odvijati u oba smjera (adijabatsko sabijanje i adijabatsko širenje), tada je kružni proces koji se sastoji od dvije izoterme i dvije adijabate (Carnotov ciklus) jedan obrnuti kružni proces, u kojem slučaju ili treba dovesti u toplinski kontakt samo s dva toplinska spremnika. Rješenje kružnih procesa, koje se provodi s dva termoakumulatora, ne postoji.

Nepregovarajući su procesi transformacije mehaničkog rada s unutarnjom energijom tijela kroz trenje, procesi difuzije u plinovima i tekućinama, procesi miješanja plinova kroz prisutnost kobaltnih razlika u porocima itd. procesi c. Obrnuti procesi su idealizacija stvarnih procesa.

Prvi zakon termodinamike ne može razlikovati obrnute procese od neizbježnih. Jednostavno se naglašava termodinamički proces energetske ravnoteže i nema se što reći o onima koji su u stanju izvesti takav proces. Izravan tijek procesa uspostavljen je drugim zakonom termodinamike. Možda ćete moći formulirati sljedeće: ograda na pjesmu vrste termodinamičkih procesa.

Engleski fizičar W. Kelvin rodio je 1851. god. Ovo je formulacija drugog zakona:

Toplinski stroj koji radi ciklički ima proces koji se ne može riješiti, čiji je jedini rezultat prijenos sve topline prikupljene iz jednog spremnika topline u mehanički rad.

Hipotetski toplinski stroj u kojem bi se takav proces dogodio naziva se " vječni pokretač druge vrste " U zemaljskim umovima, takav bi stroj mogao prikupljati toplinsku energiju, na primjer, iz Svjetlosnog oceana i pretvarati je u rad. Masa vode u Svjetlom oceanu postala bi otprilike 1021 kg, a kada bi se ohladila za jedan stupanj, vidjela bi se velika količina energije (≈ 1024 J), ekvivalentna potpunom izlijevanju 1017 kg vugile. Energija koja brzo vibrira na Zemlji je otprilike 104 puta manja. Stoga bi “vječni pokretač druge vrste” za čovječanstvo bio ništa manje od “vječnog pokretača prve vrste”, obrana prvog zakona termodinamike.

Njemački fizičar R. Clausius dao je još jednu formulaciju drugi zakon termodinamike :

Teško podložan proces čiji je jedini rezultat bio prijenos energije kroz izmjenu topline s tijela s nižom temperaturom na tijelo s višom temperaturom.

Važno je napomenuti da je formulacija drugog zakona termodinamike uvredljiva ekvivalent. Samo ga pustite, na primjer, tako da toplina može spontano (to jest, bez gubitka vanjski roboti) pri prijenosu topline s hladnog tijela na vruće može se saznati o mogućnosti stvaranja “vječnog pokretača druge vrste”. Zapravo, pravi toplinski stroj oduzima puno topline iz grijanja. Q 1 i daje malo topline hladnjaku Q 2. Kad dobiješ posao A = Q 1 – |Q 2 |. Yakbi kílkíst toplina | Q 2| brzo prešla s hladnjaka na grijanje, tada bi konačni rezultat rada pravog toplinskog stroja i “idealnog rashladnog stroja” bio prijenos topline na robota Q 1 – |Q 2|, skinuti s grijanja bez promjene u hladnjaku. Stoga je kombinacija pravog toplinskog stroja i "idealnog rashladnog stroja" ekvivalentna "vječnom stroju druge vrste". Tako se može pokazati da je kombinacija “pravog rashladnog stroja” i “vječnog motora druge vrste” jednako vrijedna kao i “idealni rashladni stroj”.

Drugi zakon termodinamike izravno je povezan s neopozivošću stvarnih toplinskih procesa. Energija toplinskog gibanja molekula jasno se razlikuje od svih drugih vrsta energije - mehaničke, električne, kemijske itd. Ostatak se može pokušati transformirati u bilo koju drugu vrstu energije. privatno. Dakle, svaki fizikalni proces u kojem dolazi do transformacije bilo koje vrste energije u energiju toplinskog toka molekula je ireverzibilan proces, pa ne može doći do promjene u suprotnom smjeru.

Temeljna snaga svih ireverzibilnih procesa su oni koji se odvijaju u termodinamički nevažnom sustavu i nasljednici tih procesa zatvoreni sustav se približava stanju termodinamičke ravnoteže.

Viznachennya 1

Prvi zakon termodinamike je zakon o održanju toplinskih procesa, koji uspostavlja vezu između količine topline Q i promjene ∆ U unutarnje energije i rada A, potpuno nad vanjskim tijelima:

Prema zakonu, energija se ne može stvoriti niti smanjiti: proces prijenosa iz jednog sustava u drugi, poprimajući drugačiji oblik, je vibriranje. Procesi koji bi kršili prvi zakon termodinamike još nisu eliminirani. Malyunok 3. 12 . 1 prikazuje uređaje koji su u skladu s prvim zakonom.

Malyunok 3. 12 . 1 . Ciklički toplinski strojevi koji se ravnaju po prvom zakonu termodinamike: 1 - trajni stroj I. vrste, koji radi bez stvaranja dodatne energije; 2 – toplinski stroj s kokosovim faktorom > 1.

Zvorotny i non-zvorotny proces

Vicennia 2

Prvi zakon termodinamike ne utvrđuje izravno toplinske procese. Pokazat će se da se većina toplinskih procesa odvija izravno. Zovu ih neopozivo.

stražnjica 1

Budući da postoji toplinski kontakt dva tijela s različitim temperaturama, tok topline je izravan od toplog prema hladnom. Ne sprječava se brz prijenos topline s tijela niske temperature na tijelo visoke temperature. Jasno je da se izmjena topline iz krajnje temperaturne razlike smatra nepovratnom.

Vicenzennya 3

Obrnuti proces je prijelaz sustava s jedne jednake razine na drugu, koji se može izvesti na preokretu u istom nizu međurazina. Istodobno se okreću sa svojim preminulim tijelima dok ne odu.

Ako sustav ostane konstantan tijekom procesa, on se poziva kvazistatičan.

Ako je radno tijelo toplinskog stroja u dodiru sa spremnikom topline, temperatura je konstantna tijekom cijelog procesa, ali je izotermni kvazistatički proces obrnut jer se odvija uz beskonačno malu temperaturnu razliku u radnom spremniku. Budući da postoje dva rezervoara, te zbog različitih temperatura, proces se može odvijati u dvije izotermne parcele.

Budući da se adijabatski proces odvija u oba smjera (sužavanje i širenje), prisutnost kružnog procesa s dvije izoterme i dvije adijabate (Carnotov ciklus) je jedan reverzibilni kružni proces, gdje je radno tijelo u kontaktu s dva toplinska rezervoara. . Drugi, očito, 2 termalna rezervoara smatraju se neopozivima.

Transformacija mehaničkog rada u unutarnju energiju smatra se neopozivom zbog prisutnosti sile trljanja, difuzije u plinovima i tekućinama, te procesa miješanja kroz kobaltnu razliku poroka i tako dalje. Svi stvarni procesi smatraju se neopozivima, jer će značaj biti što je moguće bliži vukodlacima. Vukodlaci se vide kao primjer stvarnih procesa.

Prvi zakon termodinamike ih ne razdvaja. Pravilo se temelji na termodinamičkom procesu i energetskoj bilanci, a da ne govorimo o onima koji su u mogućnosti. Instalacija izravnog prolaska procesa određena je drugim zakonom termodinamike. Ova formulacija može zvučati kao prepreka jednostavnim termodinamičkim procesima.

Drugi je zakon protumačio W. Kelvin 1851. godine.

Vicechennya 4

Toplinski stroj koji radi ciklički prolazi kroz neukrotiv proces, čiji bi jedini rezultat bio prijenos u mehanički rad sve topline uhvaćene iz jednog toplinski spremnik.

Čini se da bi stroj s takvim procesima mogao zaslužiti titulu perpetuum movera druge vrste.

stražnjica 2

Za zemaljske umove, energija Svjetlosnog oceana mogla bi biti uništena i potpuno transformirana u njihov rad. Težina vode Light Oceana je 10 21 kg. Za hlađenje za 1 stupanj trebat će vam velika količina energije ≈ 10 24 D, kojom se može sagorjeti 10 17 kg vugille. Vibrobluvana energija Zemlje prostire se 10 4 puta manje. To je zbog činjenice da je vječni pokretač druge vrste malo svestran, kao i pokretač prve, jer su uvrede neprihvatljive, prema prvom zakonu termodinamike.

Formulaciju 2. zakona termodinamike dao je fizičar R. Clausius.

Viznachennya 5

Proces je bio nemoguć, ali jedini rezultat bio je prijenos energije dodatnom izmjenom topline s tijela s nižom temperaturom na tijelo s višom temperaturom.

Malyunok 3. 12 . 2 objašnjava postupke koji su zabranjeni drugim zakonom, ali su dopušteni u skladu s prvim. Oni odgovaraju tumačenju drugog zakona termodinamike.

Malyunok 3. 12 . 2. Procesi koji proturječe prvom zakonu termodinamike zaštićeni su drugim zakonom: 1 – vječni pokretač druge vrste; 2 – trenutni prijelaz topline s hladnog tijela na toplo (idealni rashladni stroj).

Tekst obaju zakona smatra se istovjetnim.

stražnjica 3

Ako tijelo, bez pomoći vanjskih sila, tijekom izmjene topline prelazi iz hladnog u vruće, javlja se misao o mogućnosti stvaranja vječnog motora drugačije vrste. Budući da takav stroj oduzima toplinu Q 1 od grijanja i predaje je hladnjaku Q 2, tada se računa operacija A = Q 1 - Q 2 . Kad bi Q 2 brzo prešao na grijanje, onda bi konačni rezultat toplinskog stroja i idealnog rashladnog stroja izgledao ovako: Q 1 - Q 2. Štoviše, sam prijelaz se odvijao bez mijenjanja hladnjaka. Zvijezde su kombinacija toplinskog stroja i idealnog rashladnog stroja, što je ekvivalentno drugom tipu motora.

Postoje veze između drugog zakona termodinamike i neopozivosti stvarnih toplinskih procesa. Energija toplinskog gibanja molekula dijeli se na mehaničku i električnu energiju. Vrlo često se moguće transformirati u drugu vrstu energije. Dakle, zbog prisutnosti energije u toplinskom kretanju molekula, svaki se proces smatra nepovratnim, zbog čega ne postoji izravan način da se on okrene.

Snaga je u tome što postoje neopozivi procesi, govorimo o onima koji se odvijaju u termodinamički neujednačenom sustavu, a rezultat se pojavljuje kao zatvoreni sustav, koji se približava stanju termodinamičke ravnoteže.

Ê Carnotov teorem, koji se može izvesti iz drugog zakona termodinamike.

Teorem 1

Faktor učinkovitosti toplinskog stroja, koji radi pri ovim vrijednostima temperature zagrijavanja hladnjaka, ne može biti veći od vrijednosti koeficijenta učinkovitosti stroja, koji radi u sprezi s Carnotovim ciklusom pri istim vrijednostima. temperature zagrijavanja hladnjaka.

Teorem 2

CCD toplinskog stroja koji radi iza Carnotovog ciklusa ne ovisi o vrsti radnog fluida, već samo o temperaturama grijanja i hladnjaka.

Jasno je da je CCD stroja s Carnotovim ciklusom maksimiziran.

η = 1 - Q 2 Q 1 ≤ η m a x = η Car n u = 1 - T 2 T 1 .

Znak je žara za ovaj zapis govoriti o prometu procesa. Ako stroj slijedi Carnotov ciklus, tada:

Q 2 Q 1 = T 2 T 1 ili Q 2 T 2 = Q 1 T 1 .

Znakovi Q1 i Q2 uvijek su podijeljeni neovisno o izravnom ciklusu. Recimo ovo:

Q1T1+Q2T2=0.

Malyunok 3. 12 . 3 govoriti o onima koji se trenutno postavljaju i prikazuju u obliku niza malih izometrijskih i adijabatskih crteža.

Malyunok 3. 12 . 3. Dugi ciklus obrtaja niz je malih izotermnih i adijabatskih dijagrama.

Potpuna premosnica zatvorenog recirkulacijskog ciklusa izgleda ovako:

∑ ∆ Q i T i = 0 (revolucionarni ciklus).

Zvijezde ∆ Q i = ∆ Q 1 i + ∆ Q 2 i – količina topline koju zahvati radni fluid u dva izotermna presjeka na temperaturi T i . Da bi se ovaj ciklus izveo na isti način, radno tijelo mora biti u kontaktu s velikim brojem toplinskih rezervoara T i .

Viznachennya 6

Odnos Q i T i oduzeo je ime inducirana toplina. Formula pokazuje da je izvana inducirana toplina u bilo kojem rotirajućem ciklusu jednaka nuli. Zavdyaki će dobiti još jedno razumijevanje - entropija, koji je označen S. Osnovao R. Clausius, rođen 1865. godine.

Pri prelasku iz jednog jednako važnog stanja u drugo mijenja se ista entropija. Razlika u entropiji dvaju stupnjeva jednaka je induciranoj toplini koju je sustav otklonio u trenutku prekretnice stupnja.

∆ S = S 2 - S 1 = ∑ (1) (2) ∆ Q i oko r T .

To izgleda kao adijabatski proces ∆ Q i = 0 i entropija S se ne mijenja.

Promjena entropije ∆ S tijekom prijelaza u drugu bit će fiksirana kao formula:

∆ S = ∫ (1) (2) d Q o b r T .

Vrijednost entropije nije precizna. Razlika između ∆ S dvaju stupnjeva sustava ovisi o fizičkoj lokaciji. Budući da se radi o ireverzibilnom prijelazu, a potrebno je znati entropiju, onda je potrebno pogoditi proces obrtaja koji povezuje klip i čeono glodalo. Zatim idite na mjesto gdje je toplina uklonjena sustavom.

Malyunok 3 . 12 . 4 Model entropije i faznih prijelaza.

Malyunok 3. 12 . Slika 5 prikazuje ireverzibilni proces širenja ciklusa zbog dnevne izmjene topline. Jednako su važne vrijednosti klipa i krajnje vrijednosti koje su prikazane na dijagramima p, V. Točke a i b označavaju faze i rastu na istoj izotermi. Da biste saznali ∆ S, pogledajte obrnuti izotermni prijelaz iz a u b. Tijekom izoprocesa plin oduzima značajnu količinu topline tijelima koja izlaze Q > 0, zatim uz nepovratan porast entropije do ∆ S > 0.

Malyunok 3 . 12 . 5 . Proširite plin "prazan". Promjena entropije ∆ S = Q T = A T > 0 de A = Q – rad plina s cirkulirajućim izotermnim širenjem.

stražnjica 4

Druga primjena ireverzibilnog procesa je izmjena topline na krajnjoj temperaturnoj razlici. Malyunok 3. 12 . Slika 6 prikazuje dva tijela smještena u adijabatsku ljusku, gdje su temperature jezgre označene kao T1 i T2< T 1 . Течение процесса теплообмена способствует выравниванию температур. Очевидно, что теплое тело отдает, а холодное принимает. Холодное тело превосходит по модулю приведенное тепло, отдаваемое горячим. Отсюда вывод – изменение энтропии в замкнутой системе необратимого процесса ∆ S > 0 .

Malyunok 3 . 12 . 6 . Izmjena topline na krajnjoj temperaturnoj razlici: a – mlin za klipove; b – čelno glodalo sustava. Promjena entropije S > 0.

Svi procesi koji se odvijaju prolazno odvijaju se u izoliranim termodinamičkim procesima koje karakterizira povećanje entropije.

Viznachennya 7

Prometni procesi imaju konstantnu entropiju ∆ S ≥ 0. Oni to zovu odnos zakon rasta entropije.

Tijekom bilo kojeg procesa, kao u termodinamičkim izoliranim sustavima, entropija se mijenja ili povećava.

Viznachennya 8

Manifestacija entropije govori o prolaznom procesu, a njezin porast znači približavanje cijelog sustava termodinamičkoj ravnoteži, gdje S poprima maksimalnu vrijednost. Rast entropije može se tumačiti kao formula drugi zakon termodinamike.

Godine 1878. L. Boltzmann dao je jedinstveno važan koncept entropije, koji je doveo do toga da se ona smatra svijetom statističkog kaosa zatvorenog termodinamičkog sustava. Sve što u takvim sustavima prolazno teče približava ih jednako važnom stanju, koje prati povećanje entropije, te usmjerava povećanje homogenosti stanja.

Ako makroskopski sustav sadrži veliki broj čestica, njegova implementacija se može izvesti na više načina.

Viznachennya 9

Termodinamička stabilnost W sustava- Postoji niz načina na koji se taj makroskopski sustav implementira, makroskopski sustavi koji na njega djeluju.

Vrijednost može biti takva da je W ≫ 1.

Viznachennya 10

Očito, 1 mol plina u spremniku temelji se na broju N načina postavljanja molekule iza dvije polovice kapaciteta: N = 2 N A, gdje je N A Avogadrov broj. Koža od njih je mikrostan.

Jedan ukazuje na problem s molekulama skupljenim u manje od polovice posude. Pouzdanost takvih ideja gotovo je nula. Velika količina Formiranje ukazuje na to da su molekule ravnomjerno raspoređene po cijeloj površini.

Tada će najvažnija stvar biti najvažnija.

Viznachennya 11

Rivnovažni stan smatra se najvećim poremećajem u termodinamičkom sustavu s maksimalnom entropijom.

Na temelju Boltzmannove interpretacije, entropija S i termodinamička ravnoteža W povezani su:

S = k · ln W, gdje je k = 1. 38 · 10 - 23 D w / K ê Boltzmannova konstanta. Rezultat pokazuje da je vrijednost entropije određena logaritmom mikrostana. Sam smrad miriše na implementaciju ovog makrostana. Stoga se entropija može smatrati mjerom stabilnosti termodinamičkog sustava.

Viznachennya 12

Suvremenije tumačenje drugog zakona termodinamike omogućuje brže prilagođavanje sustava termodinamičkoj ravnoteži. Zovu ih fluktuacije.

U sustavima s velikim brojem čestica, razina hidratacije može doseći nisku razinu hidratacije.

Ako ste u tekstu označili uslugu, pogledajte je i pritisnite Ctrl+Enter