ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О возможности, направлении и пределе самопроизвольного течения процессов из "Учебник физической химии" В отношении некоторых частных групп процессов и явлений человеческий опыт уже давно выявил тот критерий, пользуясь которым можно определять возможность самопроизвольного течения процесса и предел его протекания. [c.133] в отношении перехода теплоты опытом твердо установлено 1) что теплота может передодить самопроизвольно только от тела, обладающего более высокой температурой (мы будем называть его более теплым) к телу с более низкой температурой (мы будем называть его более холодным), причем температура первого тела будет при этом понижаться, а второго — повышаться, и 2) что переход может происходить лишь до того состояния, когда температуры обоих тел станут равными. О невозможности самопроизвольного перехода теплоты от более холодного тела к более теплому впервые было указано в 1747 г. М. В. Ломоносовым, который писал ... холодное тело В, погруженное в (теплое) тело А, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет А . [c.133] если соединить два сосуда, содержащие газ, то самопроизвольный переход его из одного сосуда в другой возможен лишь в том случае, если давление газа в сосудах было неодинаковым. При этом газ будет переходить из сосуда с большим давлением в сосуд с меньшим давлением. Давление в сосудах будет выравниваться и переход может происходить только до тех пор, пока давление не станет одинаковым в обоих сосудах. [c.133] Второе начало термодинамики устанавливает, что для всех химических и физических процессов, протекающих в любой системе при данных условиях ее существования, всегда существует некоторый общий, единый критерий, которым определяются возможность, направление и предел самопроизвольного протекания этих процессов для любых других условий существуют другие подобные критерии. Этими критериями служат некоторые термодинамические функции. Для систем изолированных, т. е. лишенных возможности обмена энергией или веществом с окружающей средой и сохраняющих постоянный объем, таким кри терием является термодинамическая функция, называемая энтропией и обозначаемая буквой 5. [c.134] Второе начало термодинамики устанавливает, что в изолированных системах могут самопроизвольно происходить только такие процессы, при которых энтропия системы возрастает. Такой процесс может итти самопроизвольно только до тех пор, пока не наступит состояние, при котором энтропия достигает некоторого максимального для данных условий значения. [c.134] Ко всем рассмотренным выше примерам — переходам теплоты, газа, электричества — это утверждение также применимо, как к частным случаям возможных процессов. Так, переход теплоты от более теплого тела к более холодному сопровождается возрастанием энтропии системы, и максимального значения эта суммарная энтропия достигнет тогда, когда температуры обоих тел сравняются. Иначе говоря, при прочих равных условиях энтропия системы из двух или большего числа тел тем больше, чем меньше разница между их температурами, и энтропия достигает максимального значения, когда температуры тел одинаковы. Подобным же образом суммарное значение энтропии газа в двух сосудах возрастает при переходе газа из сосуда с большим давлением в сосуд с меньшим давлением и достигает максимального значения, когда давления становятся одинаковыми. То же имеет место и при переходе электричества. [c.134] Все изложенное не означает, конечно, что осушествленте процессов в обратном направлении невозможно. Такие обратные процессы возможны, но протекать самопроизвольно они не iofyт и чтобы их провести требуется затратить работу извне. [c.134] Можно также переводить газ из данного сосуда в другой сосуд с более высоким давлением, но это потребует затраты работы извне тем в большем количестве, чем больше газа мы хотим перевести и чем больше разнятся между собой давления газа в сосудах. Работа любой воздуходувки, компрессора или вакуумного насоса может служить примером таких процессов. [c.135] Аналогично обстоит дело и при переходе электричества. Работа динамомащины является примером процесса, при котором создается или увеличивается разность потенциалов между двумя полюсами, но и этот процесс происходит лишь по мере затраты работы извне. [c.135] В противоположность этому, при протекании процессов в прямом направлении, т. е., например, при переходе теплоты от более теплого тела к более холодному, от такой системы может быть получена работа, пригодная для использования ее во-вне. В качестве примеров можно указать на работу двигателя, приводимого в движение паром или сжатым газом, а также на работу электромотора. [c.135] Вернуться к основной статье