Различные формулировки второго закона

Закон сохранения энергии. Вторая часть общего принципа сохранения материи и движения явилась основанием для формулировки Ломоносовым в 1760 г. закона сохранения энергии. Этот закон был экспериментально подтвержден в 1842 г., когда Роберт Майер определил эквивалентные соотношения между различными видами энергии. Очевидно, что применение закона сохранения энергии имеет смысл при рассмотрении процессов, происходящих в замкнутых системах. В частности, для химических реакций закон сохранения энергии выразится следующим образом. Энергия системы, включаюш й вещества, вступившие в реакцию, равна энергии системы, включающей вещества, образовавшиеся в результате реакции. [c.8]

Различные формулировки второго закона [c.67]

Второе начало (закон) термодинамики является одним из важнейших законов природы. Он охватывает широкий круг явлений природы, поэтому его смысл выражают в различных формулировках. Закон сохранения энергии (первое начало термодинамики) не содержит указаний о направлении процессов в изолированной системе. Второе начало (закон) термодинамики позволяет предвидеть направление химических процессов в изолированной системе. [c.41]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики. В качестве аксиомы может быть принята невозможность самопроизвольного перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому. В наиболее принятой системе изложения термодинамики второй закон формулируется как утверждение невозможности создания вечного двигателя второго рода, т. е. машины, которая периодически превращает тепло среды при постоянной температуре в работу. В этом определении важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как вполне возможно однократное превращение тепла в работу при постоянной температуре, как это может быть, например, при изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить на это полученную работу. [c.29]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики. В качестве аксиомы может быть принята невозможность самопроизвольного перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому. В наиболее принятой системе изложения термодинамики второй закон формулируется как утверждение невозможности создания вечного двигателя второго рода, т. е. машины, которая периодически при постоянной температуре превраш ает тепло среды в работу. [c.38]

Имеются различные формулировки второго закона, которые звучат по-разному, но приводят к одним и тем л<е результатам. Кельвин сформулировал второй закон следующим образом невозможно использовать циклический процесс для превращения в работу теплоты, взятой из теплового источника, без одновременного переноса некоторого количества теплоты от более горячего тела к более холодному. Клаузиус сформулировал второй закон так невозможно использовать циклический процесс для переноса теплоты от более холодного тела к более горячему без одновременного превращения некоторого количества работы в теплоту. Как видно из этих формулировок, исторически развитие представлений [c.49]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики, логически связанные между собой так, что если одна из них постулируется, то она содержит все остальные как следствие. Так, в качестве исходного обобщения можно принять следующую формулировку тепло не может самопроизвольно переходить от менее нагретого к более нагретому телу. Переход тепла от лее нагретого тела к менее нагретому телу всегда идет самопроизвольно и необратимо. Другая [c.54]

Второй закон Фарадея имееют следующую формулировку при протекании одинакового количества электричества через растворы различных электролитов количества каждого из веществ, претерпевающие превращения, пропорциональны их химическим эквивалентам, причем для выделения количества вещества эквивалента в [c.266]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики, [c.31]

Классическая термодинамика, развитая во,второй половине XIX в., строилась именно на приведенных выше формулировках второго закона. Основной недостаток этих формулировок заключается в том, что они представляются несколько расплывчатыми, как бы неосязаемыми, не вскрывают физический смысл второго начала и пределы его приложимости. Остается неясным, каким образом можно придать второму началу математический характер, как им на деле воспользоваться для анализа явлений, для нахождения новых закономерностей и связи между различными физическими величинами. [c.90]

Второе начало термодинамики, так же как и первое, не может быть теоретически выведено из каких-нибудь других законов. Оно является постулатом, обосновываемым всем опытом, накопленным человечеством. Доказательством его служит тс, что опытные данные о свойствах различных термодинамических систел не находятся в противоречии с ним или с каким-либо из следствий, строго вытекающих из него, при правильном их применении. Так же, как и в случае первого начала, можно дать различные формулировки второго начала, так как существует несколько положений, логически связанных между собой, и если принять одно из них в качестве исходного, можно вывести из него остальные. [c.136]

Изложенные выше рассуждения приводят к различным словесным формулировкам второго закона термодинамики. [c.92]

Некоторые самопроизвольные или необратимые процессы уже была рассмотрены в гл. 1. Первый закон имеет дело с количествами различных видов энергии, участвующих в этих процессах, но не связав с направлением изменения. В первом законе нет ничего, позволяющего отрицать возможность движения воды снизу вверх или переход тепла от тела с низкой температурой к более нагретому телу, или отрицать, что смешанные газы могут самопроизвольно разделяться. Второй закон имеет дело именно с этими вопросами, и он просто является формулировкой выводов из опытных наблюдений в отношении самопроизвольных процессов или тенденции к изменению. [c.92]

Второй закон термодинамики является эмпирическим, поэтому его можно сформулировать различными способами, которые, конечно, эквивалентны. Приведем эти формулировки. [c.74]

Энтропия. Второй закон термодинамики можно сформулировать многими, казалось бы совершенно различными, способами но в действительности все формулировки эквивалентны. Наиболее полезная для физикохимических целей форма второго закона выражена через новую термодинамическую функцию — энтропию. [c.104]

С развитием электронной теории строения атомов стало ясно, что химические свойства элементов являются функцией электронной структуры атомов. Отсюда следует, что в качестве объективного критерия, однозначно определяющего положение элемента в Периодической системе, целесообразно выбрать именно электронное строение атома. Поэтому в развитии Периодического закона выделяют три этапа. На первом этапе в качестве аргумента, определяющего свойства элементов, была выбрана атомная масса и закон был сформулирован Д.И.Менделеевым следующим образом "Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от их атомного веса". На втором этапе было выяснено значение атомного номера, который, как оказалось, определяет заряд ядра атома. Открытие изотопов и изобаров показало, что истинным аргументом, определяющим природу элемента, является именно заряд ядра, а не атомная масса. Действительно, атомы с одинаковой атомной массой — изобары (например, Аг, Са) — принадлежат разным элементам, в то время как атомы с одинаковым зарядом ядра принадлежат одному элементу, несмотря на то что у них могут быть различные атомные массы (например, изотопы 0, О, зО). В связи с этим по-новому стала звучать и формулировка закона, [c.226]

Понятие термодинамической активности (термины активность ионов и коэффициент активности ) в теорию реальных растворов ввел в 1907 г. американский физикохимик Г. Льюис. В итоге, во-пер-вых, была уточнена формулировка закона действующих масс для растворов слабых электролитов при концентрациях больших, чем 0,2 моль/л. Поскольку только в результате подстановки активности вместо концентрации в выражение закона действующих масс сохраняется независимость числового значения константы от концентрации. В противном случае в указанной области концентраций слабого электролита фиксировалось некоторое изменение константы диссоциации. Во-вторых, удалось учесть различные эффекты, влияющие на подвижность ионов в растворе (гидратация, образование ионных пар и др.), что особенно важно в случае сильных электролитов. [c.54]

Впервые появившись в работе Р. Клаузиуса Механическая теория тепла в связи с формулировкой второго закона термодинамики, понятие энтропия впоследствии прочно утвердилось в различных отраслях научного знания теории информации, биологии, химии, политэкономии и других. Однако, практически, внедрение этого понятия в ту или иную область науки сопровождается многочисленными критическими замечаниями, связанными с обоснованностью термодинамических аналогий. Используемая в теории информации теоретико-информационная энтропия , введенная на строгой формальной основе, имеет гораздо больший авторитет в научных исследованиях и практических приложениях. Обращаясь к современному состояншо развития понятия энтропия , необходимо отметить, что оно было принято более на интуитивном уровне и исходя из многочисленных экспериментов, подтвердивших тот факт, что любая изолированная физическая система, выведенная из первоначального состояния равновесия путем некоторого внешнего воздействия, переходит в новое состояние равновесия с меньшими способностями к превращениям, нежели она имела в первоначальном состоянии. Поэтому на интуитивном уровне стало возможным приращение энтропии интерпретировать как меру способности физической системы к превращениям, а равновесное состояние, которое стремится принять изолированная система в результате внешнего воздействия, считать наиболее вероятным. [c.100]

Применение функций Ляпунова к данной проблеме имеет связь с использованием классической термодинамики, так как функция Ляпунова, избыток энтропии (5—5равн), связана со вторым законом термодинамики. Возьмем наиболее удачную формулировку второго закона, а именно аксиоматическую формулировку, данную Каратеодори [25]. Аксиома Каратеодори гласит Вблизи каждой точки Р в пространстве, определяемом уравнением состояния, имеется некоторая точка р, недосягаемая для Р при любом адиабатическом процессе . Это равио-сильно утверждению, что Р и О принадлежат к различным эквивалентным классам [26] и, конечно, существует некоторая функция 5, которая определяет эти эквивалентные классы. Функциональная форма функций Ляпунова, определяемая классической термодинамикой, выводится из первого закона. [c.228]

Это положение нашло свое отражение и в формулировках второго закона термодинамики. Существует много различных формулировок второго закона, кажущихся, на первый взляд, совсем непохожими друг на друга. Однако все они отражают свойства необратимых процессов, подчеркивая только ту или иную сторону их. Другими словами, формулировки отражают только принцип возрастания энтропии и не имеют никакого отношения к принципу существования энтропии. [c.59]

Однако несмотря на огромное значение Первого начала для аксиоматки термодинамики, оно одно не объясняло принципиального отличия теплоты от работы, не позволяло предсказывать направление и пределы протекания различных процессов и положение равновесия. Все эти задачи были решены после постулирования Второго начала. Основная идея этого закона была высказана в 1824 г. французским инженером С. Карно. Наблюдая за работой водяной мельницы, он сравнил падение воды с переходом тепла от более нагретого тела к менее нагретому. И вода, и тепло в этих процессах могут совершать работу, зависящую от перепада уровней высот или температур. Карно сформулировал принцип, в дальнейшем получивший его имя для производства работы тепловой машиной необходимы два термостата с различными температурами. Это была исторически первая формулировка Второго начала. Однако Карно, исходивший из теории теплорода, нарушил в своих рассуждениях Первое начало, так как по аналогии с водяной мельницей допустил, что количество теплорода в системе остается неизменным, т. в. получил работу практически из ничего. Другими словами, он получил вечный двигатель первого рода, запретив своим принципом создание вечного двигателя второго рода, получающего работу из одного термостата. Позже стало ясно, что теплота, полученная системой из горячего термостата, равна сумме теплоты, отданной системой холодному термостату и совершенной работы. [c.313]

Но понятие энтропии возникло только спустя два с липшим тысячелетия. Ввел его в 1870 г. немецкий физик Клаузиус, и этим он положил начало второму закону термодинамики. Однако мы сначала напомним первый закон. Ему можно дать различную формулировку, но суть одна — энергия не может возникнуть из ничего а исчезнуть бесследно. Применительно к тепловым процессам этот закон утверждает, что изменение внутренней энергии системы 17 равно количеству сообш,енной системе теплоты за вычетом работы А, совершенной системой Д / = — Q — А. Ясно, что в системе, не совер- [c.30]

Этими простыми положениями Клаузиус (1822—1888) резюмировал содержание своей работы О различных удобных для приложений формах основных уравнений механической теории тепла . Эта работа увидела свет в 1865 г., пятнадцать лет спустя после открытия второго закона (сообщение о чем появилось в Poggendorf Annalen [1]). В этой чрезвычайно важной работе Клаузиус дает те основные формулировки первого и второго законов термодинамики, с которыми мы теперь уже знакомы. [c.203]

Некоторые из формулировок второго начала наглядны и непосредственно связаны с опытом, другие более абстрактны, но являются более удобными для математического развития теории. По Томсону Различные виды энергии стремятся переходить в теплоту, а теплота, в свою очередь, стремится рассеяться, т. е. распределиться между всеми телами наиболее равномерным об разом . В этой формулировке содержится представление о гом, что в природе происходит процесс рассеяния тепловой энергии, вследствие чего второе начало термодинамики иногда называют законом рассеяния или деградации тепловой энергии. По Клаузиусу Теплота никогда не переходит с более холодного тела на более горячее, тогда как обратный переход протекает самог произвольно . [c.69]

Обычно при изложении третьего закона термодинамики ограничива- ютея вторым утверждением, известным как формулировка Планка. Однако следует отметить, что первое утверждение не имеет исключения и в равной степени относится к газам, твердым телам, жидкостям и растворам. Второе утверждение, как указывалось, относится к кристаллическим телам и неприменимо к растворам, переохлажденным-жидкостям и некоторым веществам в твердом состоянии, например Hj, СО, N0. i.i. i. В кристаллических телах молекулы (атомы или ионы) совершают тепловые колебания около своих положений равновесия. При относитрль-но высоких температурах молекулы (атомы) тела находятся на различных энергетических уровнях. Распределение молекул (атомов) тела по энер-1 гетичееким уровням может осуществляться различным числом спосо- б0В" (ш). , , [c.68]