ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Второе начало термодинамики в аксиоматическом изложении из "Понятия и основы термодинамики" Общая энтропия изолированного термодинамического мирка остается постоянной при его квазистатических (обратимых) изменениях и увеличивается при его нестатических (необратимых) изменениях. Ни при каких изменениях общая энтропия не может уменьшиться. [c.266] Эти положения справедливы не только для изолированного, но и для адиабатического термодинамического мирка , так как изменение энтропии источника работы всегда равно нулю. [c.266] Содержание высказанных положений можно перефразировать . При квазистатических адиабатических изменениях термодинамического мирка он может достигнуть только тех состояний, общая энтропия которых равна общей энтропии начального состояния. Состояния с большей (уж подавно с меньшей) общей энтропией при квазистатических адиабатических процессах недостижимы При нестатических изменениях термодинамического мирка он. может достигнуть только тех состояний, общая энтропия которых больше (но никогда не меньше) общей энтропии начального состояния. Каратеодори и принял положение (постулат Каратеодори) В любой близости всякого состояния системы тел существуют смежные состояния, которые из первого состояния не могут быть достигнуты адиабатическим путем [231. [c.266] На основе этого постулата Каратеодори доказал математически существование свойства—энтропии у термодинамических систем. [c.266] Доказательств Каратеодори мы приводить не будем, сообщим только их принципиальное содержание. [c.266] Читатели знают, что при квазистатическом процессе бесконечно малое количество теплоты / /квазист. не представляет собой полного дифференциала от какой-нибудь функции состояния системы, но является дифференциальным выражением Пфаффа [уравнение (X, 17)1. [c.266] Как математически доказал Каратеодори, его постулат равно силен допущению, что дифференциальное выражение Пфаффа (X 17) всегда имеет интегрирующий множитель. [c.267] Каратеодори также доказал, что этот интегрирующий множитель является функцией только температуры. Если обозначить .(Н) через 1, Т, где Т—термодинамическая температура, то выражение а 7квазнст. 7 является уже полны.м дифференциалом, т. е. это выражение измеряет бесконечно малое приращение свойства системы. [c.267] Однако опыты с ие.тью достижения всех смежных состояний какого-либо определенного состояния адиабатическим путем не только не стави. шсь. но даже. мысленно не могли быть поставлены до открытия второго начала термодинамики Карно, Клаузиусом, Томсоном. [c.267] Научное исследование никогда не начинается с аксиом. Об этом свидетельствует история всех наук. Аксио.матическая форма изложения может появиться только после того, как все существенное для данной проблемы станет известным. А. Эйнштейн писал о том, каким образом он пришел к открытию теории относительности Аксиомы не играли никакой роли в мыслительном процессе. Ни один действительно творческий исследователь никогда не думает таким бумажным образом [251. [c.267] Мы начали изложение второго закона тер.модинамики с квазистатических обратимых процессов. Исходным пунктом изучения был принцип Карно—Томсона или эквивалентный постулат Клаузиуса. [c.268] Важне1ш.1ий итог исследования квазистатических процессов— доказательство существования у термодинамических систел свойства—энтропии. [c.268] Опираясь на существование у термодинамических систем двух свойств—энергии и энтропии, можно вывести стандартным методами бесчисленное множество общих уравнений, связываю щих между собой термодинамические св011ства систем. [c.268] Важными примера.ми нестатических процессов являются мо нотермическнГ] цикл (принцип Карно-Томсона) и процесс тепло проводности (постулат Клаузиуса). [c.268] Сам нестатический процесс в термодинамике не исследуется, но изучается возможность перехода изолированного термодинамического мирка из одного состояния в другое. Этот переход может осуществиться нестатическим образом только в том случае, если общая энтропия изолированного термоднна.мического мирка в конечном состоянии больше его общей энтропии в начальном состоянии. При квазистатическом переходе общая энтропия в конечном состоянии равна общей энтропии в начальном состоянии. Не существует переходов, которые сопровождались бы убылью общей энтропии. [c.269] Реальные процессы в природе являются нестатическими процессами. Поэтому изменения в изолированном терлюдинамическом мирке имеют одностороннее направление. Изолированная система никогда не проходит два раза через одно и то же состояние. Всякая изолированная система развивается без возможности возвращения в предшествующее состояние [14]. [c.269] Развитие заканчивается наступлением равновесия, которое характеризуется максимальным значением общей энтропии. [c.269] Наступающее равновесие стабильно. Этот факт дает возможность вывести важные неравенства, которым должна лодчиняться любая термодинамическая система. [c.269] Вернуться к основной статье