ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Второе начало термодинамики из "Термодинамика силикатов" Выше отмечалось, что первый закон термодинамики позволяет лишь составить энергетический баланс процессов, но не дает никаких указаний на возможность их осуществления и направленность. Эти вопросы можно решать, пользуясь вторым законом термодинамики, являющимся результатом обобщения многолетнего опыта исследователей и опирающимся на огромный экспериментальный материал. [c.22] Для того чтобы все-таки изучить реальные процессы, пусть приближенно, мы должны реальные процессы, идущие в системе, несколько упростить и привести к виду, удобному для анализа. [c.23] Равновесие внутри системы возникает всегда, когда потенциал на ее поверхности длительное время сохраняет значение, равное потенциалу окружающей среды, или когда система от нее изолирована. На основании опытных данных было доказано, что в таких условиях по истечении определенного промежутка времени за счет выравнивания потенциалов по всему объему системы устанавливается равновесное состояние. При этом каждой степени свободы (каждой координате состояния) отвечает одно единственное значение второго параметра данного рода — потенциала. Таким образом, в условиях равновесного состояния очень легко выразить количество воздействия определенного рода. Если же равновесия в системе нет, т. е. потенциалы распределены в системе неравномерно, то для определения количества воздействия неясно, какое из огромного числа значений потенциалов в системе следует выбрать и использовать для определения количества воздействия. В этом случае весьма важно создать такие условия для осуществления взаимодействия системы и окружающей среды, чтобы разность потенциалов между ними была столь малой, что ими можно было бы пренебречь по сравнению с абсолютными значениями потенциалов. Это обеспечивает возможность осуществлять равновесное изменение состояния. Такие процессы, как было указано ранее, называются квазистатическими. [c.23] В условиях равновесного и квазистатического процессов бесконечно малого изменения потенциала дйстаточно для изменения направления процесса. Поэтому и равновесные, и квазистатические процессы всегда являются обратимыми. Исследование нестатических (необратимых) процессов производится методами термодинамики необратимых процессов, рассмотрению которой мы посвятим отдельную главу. [c.23] Основное положение второго начала термодинамики заключается в том, что даже при вполне обратимом процессе в работу переходит только часть всей его теплоты, другая же часть при этом обесценивается, переходя от более нагретых частей системы к более холодным, не производя работы. [c.23] Если система переходит из первого состояния во второе необратимым путем, то останется неизменным, так как энтропия является функцией состояния. В связи с этим, вычисляя изменение энтропии для необратимого процесса, необходимо мысленно заменить его одним или несколькими последовательными обратимыми процессами, сохранив неизменными начальное и конечное состояние системы. [c.25] Энтропия является аддитивным свойством системы, т. е. энтропия системы равна сумме энтропий составных частей. [c.25] Энтропия характеризует количество рассеянной, обесцененной энергии, отнесенной к 1 град. Для кристаллических тел ее целесообразно представлять как логарифмическую меру степени отклонения строения кристалла от идеального порядка. [c.25] Если система изолирована, то при протекании в ней обратимых процессов энтропия не меняется, так как уже достигла своего максимального значения, а при необратимых процессах энтропия растет. Когда необратимый процесс приводит изолированную систему к состоянию равновесия, ее энтропия достигает максимума. Следовательно, энтропия является критерием направления процесса. Критерием неосуществимости процессов служит неравенство А5 0, т. е. не. может иметь место процесс, протекание которого в изолированной системе связано с уменьщением энтропии. В неизолированной же системе могут протекать процессы обратимые и необратимые с уменьшением энтропии. Может показаться, что решение практических задач с применением энтропии невозможно, поскольку для реальных необратимых процессов в выражении Д5 0 фигурирует знак неравенства. Но как нами было уже показано, необратимый процесс всегда можно представить квазиста-тическим, и в этом случае вычисление А5 не представляет затруднений, так как изменение энтропии не зависит от характера превращения. Только поэтому термодинамический метод и используется для изучения равновесных и квазистати-ческих процесов. [c.25] Таким образом, подобно тому как первое начало вводит функцию состояния — внутреннюю энергию, второе начало вводит новую функцию состояния — энтропию. Изменение энтропии системы является признаком наличия в системе термического взаимодействия. [c.25] Вернуться к основной статье