Второе начало термодинамики Содержание второго начала

Клаузиус формулировал содержание второго начала термодинамики как утверждение о том, что теплота не может переходить от холодного тела к теплому сама собой, даровым процессом. [c.10]

Содержание второго начала термодинамики. Теплота и работа представляют собой неравноценные формы передачи энергии от одной системы к другой. В то время как работа может непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии системы, теплота непосредственно без преобразования в работу приводит лишь к увеличению внутренней энергии системы. Эта неравноценность работы и теплоты была бы несущественной, если бы не существовало их качественной неэквивалентности, состоящей в том, что превращение работы в теплоту совершается без компенсации, тогда как преобразование теплоты в работу без компенсации невозможно. [c.82]

Эта чисто математическая теорема предопределила содержание развито Каратеодори методики обоснования термодинамики. Каратеодори расчленил исходные законы термодинамики на аксиомы. В качестве первой он принял аксиому о тепловом равновесии, в качестве второй — следующее положение для каждого состояния всякого тела имеются в непосредственной-близости к этому состоянию адиабатно недостижимые состояния. Эта вторая аксиома долженствует заменять второе начало термодинамики. [c.14]

Показатели эффективности эталонных идеальных циклов в действительности недостижимы. Это связано прежде всего с теми принципиальными положениями, которые составляют основное содержание второго начала термодинамики, применительно к характеристике протекания реальных процессов. [c.27]

Однако явления окружающего нас мира подчинены еще одному важному закону, в силу которого вечный двигатель второго рода невозможен. Этот закон и составляет содержание второго начала термодинамики. Его можно формулировать различным образом. [c.134]

Уравнение (III, 44) является следствием первого и второго начала термодинамики. Из него можно количественно определить влияние давления или посторонней примеси на содержание реагентов в равновесной смеси (в идеальном и реальном газах или в идеальном и неидеальном растворах). [c.139]

Обе приведенные формулировки второго начала термодинамики fie связаны с какими-либо конкретными представлениями о строении материи. Однако, как впервые показал Л. Больцман (1896), содержание второго закона обусловлено особенностями строения, а именно молекулярной природой вещества. Иными словами, второе начало (в отличие от первого) относится исключительно к системам из большого числа частиц, т. е. таким, поведение которых может быть охарактеризовано статистическими величинами, например температурой и давлением. В связи с этим с точки зрения молекулярно-кинетических представлений второе начало термодинамики можно сформулировать следующим образом все процессы, происходящие в природе, стремятся перейти самопроизвольно от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному. Для молекул наиболее вероятным является беспорядочное, хаотичное движение, т. е. тепловое движение. Работа характеризуется более или менее упорядоченным движением частиц, каковое является менее вероятным. Отсюда самопроизвольный переход работы в теплоту можно рассматривать как переход молекулярной системы от упорядоченного движения частиц к более вероятному — хаотическому. [c.65]

Отсюда следует, во-первых, что не существует никаких функций состояния или IV и, во-вторых, что в отдельности ни 8Q, ни б не обладают математическими свойствами дифференциала. Однако из формулы (1.4.26) следует, что алгебраическая сумма (б — бИ ), равная сШ, есть полный дифференциал функции состояния и. В этом заключается математическое содержание формулы (1.4.26), которая представляет собой математическую формулировку первого начала термодинамики для закрытых систем. [c.16]

Существует ряд причин, почему второе начало термодинамики относят к наиболее трудным для изучения законам физики. Первая нз них состоит в том, что второе начало необходимо было сначала открыть и сформулировать в виде некоторого суждения (постулата) о свойствах тепловых машин, следствием которого явился вывод о существовании новой функции состояния — энтропии S. В качестве такого постулата выступает, например, утверждение невозможно построить периодически действующую машину, производящую работу за счет теплоты наименее нагретых тел системы . Однако в этой формулировке нет ни слова об энтропии. В отличие от большинства законов теоретической физики фактическое содержание второго начала термодинамики — введение в обиход науки новой функции состояния S — отделено от исходного постулата достаточно длинной цепью логических построений, а из самого постулата совершенно не очевидно указанное выше утверждение. Кроме того, можно привести ряд внешне совсем несхожих утверждений, которые с равным основанием могут считаться формулировками второго начала. [c.37]

Статистическое толкование второго начала термодинамики дает энтропии конкретное физическое содержание как меры вероятности термодинамического состояния тел и системы. [c.87]

Являясь следствием второго закона термодинамики, формула для КПД цикла Карно, естественно, отражает его содержание. Теплоту горячего источника можно было бы полностью превратить в работу, т. е. получить КПД цикла, равный единице, лишь в случае, когда Г] или Т2 0. Оба значения температур недостижимы (недостижимость абсолютного нуля температур следует из третьего начала термодинамики). [c.154]

Принцип равновесия представляет собой самое общее выраже-ние условий равновесия для систем любого типа — как гомогенных, так и гетерогенных. Он позволяет получить в развернутом виде условия термодинамического равновесия между фазами,, определить типы равновесий и установить условия термодинамической устойчивости фаз (условия стабильности). По своему содержанию принцип равновесия близок ко второму началу термодинамики, его можно рассматривать как одну из формулировок второго начала в применении к равновесным системам. [c.6]

Известно, что термодинамика — наука дедуктивная, черпающая главное сюе содержание из двух исходных законов, которые носят поэтому название начал термодинамики. Первое начало невозможен процесс возникновения или исчезновения энергии. Второе начало невозможен процесс, имеющий единственным своим результатом превращение теплоты в работу. К этим [c.8]

Несмотря на простоту первого и второго начал термодинамики, все их глубокое содержание нелегко высказать кратко и ясно. Об этом свидетельствует то, что разными авторами каждый из этих законов формулируется по-разному. Мне кажется, что обзор принципов термодинамики всего удобнее провести в форме сопоставления различных формулировок первого и второго начал термодинамики, высказанных разными авторами. [c.39]

Я совершенно убежден в правильности той точки зрения, которая в конечном счете сводится к тому, что никакой проблемы смерти мира не существует, так как эта мнимая проблема возникла вследствие грубой методологической ошибки. Очевидно, что всегда, когда мы намерены сделать какое-либо обобщение, мы должны прежде всего взвесить, законно ли это обобщение, не перейдем ли мы, идя по пути обобщений, через ту грань, где количество переходит в качество. Пример теорема о возрастании энтропии верна и для больших и для малых тел но она теряет смысл, если ее применять к слишком малым крупицам вещества, размеры которых соизмеримы с размерами молекул,— для таких крупиц вещества понятие энтропии лишено физического содержания. К таким крупицам вещества нельзя прилагать второе начало термодинамики по той простой причине, что для них стирается различие между понятиями работы и тепла. [c.140]

Существует ряд причин, почему второе начало термодинамики относится к числу наиболее трудных для изучения законов физики. Одна из них состоит в том, что второе начало было впервые сформулировано в виде некоторого суждения (постулата) о свойствах тепловых машин, следствием которого явился вывод о существовании новой функции состояния — энтропии 5, которая определяется из уравнения (1,21) и в явлениях теплообмена играет такую же роль, как объем системы V при рассмотрении работы расширения. В качестве такого постулата выступает, например, утверждение невозможно построить периодически действующую машину, работающую за счет переноса теплоты от менее нагретых тел к более нагретым . В отличие от большинства основных законов физики фактическое содержание второго начала — существование функции состояния энтропии 5 — отделено от исходного постулата длинной цепью логических построений, а из самого постулата далеко не ясен его физический смысл. Этим же объясняется то, что можно привести ряд внешне совсем не схожих утверждений, которые с равным ос- [c.20]

В развитии научных идей имеют место два типа генезиса. Одни воззрения целиком принадлежат своей эпохе. Будучи бесспорно правильными и отвечающими всей сумме фактов, установленных современниками, они по мере развития человеческого знания приобретают в дальнейшем совсем иное содержание, в корне отличное от исходной трактовки. Так было, например, со вторым началом термодинамики. Оно было высказано Сади Карно в 1824 г. на основе теории теплорода. Полная неудовлетворительность названной теории теперь очевидна теплота объясняется движением частиц и нет ничего общего, нет даже формального параллелизма у воззрений Карно и у наших представлений о природе тепла. Однако само по себе второе начало, сформулированное Карно в терминах термодинамики, правильно и навсегда останется основой классической термодинамики. [c.100]

Объекты, которыми занимаются эти науки отличаются друг от друга. Механика исследует состояние и движение одного или немногих тел макроскопических размеров движение космических тел или падающей дробинки описывается законами механики. Если же перед нами совокупность огромного числа частиц, размеры которых очень малы по сравнению со средними расстояниями между ними и размерами самой системы, то применение законов механики к частицам, конечно, вполне возможно, но практическое вычисление свойств всей совокупности, основанное на анализе движений частиц, немыслимо из-за чудовищного числа уравнений движения. Оказывается возможным изучение свойств таких совокупностей микрообъектов при помощи законов, которым подчиняется совокупность частиц, но которые лишены смысла в применении к одной частице. Это так называемые статистические законы, составляющие содержание статистической механики. Исследование свойств больших количеств молекул, из которых состоят предметы окружающего мира, началось раньше, чем было доказано существование самих молекул. Поэтому и некоторые общие законы (например, второе начало термодинамики) были сформулированы без каких-либо попыток связать их содержание с фактической молекулярной структурой вещества. Когда статистические закономерности были применены к совокупностям молекул, раскрылся глубокий смысл второго начала и были заложены основы статистической термодинамики. [c.5]

Содержание второго начала. Первое начало термодинамики 1едостаточно для полного описания термодинамических процессов. Эно позволяет точно найти их энергетические балансы, но не дает икаких указаний на их направление и возможность действитель-юй реализации процессов, хотя бы и ие противоречащих первому (ачалу. [c.287]

Содержанием второго начала термодинамики для равновесных процессов является, по Каратеодори, голономность выражения для элементарного количества теплоты 6(2. Планк в свосй Термодинамике представляе-1 эют замечательный факт как нечто тривиальное, не выражающее никаких особых свойств тел. На примере идеального газа он непосредственно вычисляет выражение [c.162]

Название и определение содержания физической химии впервые дано М. В. Ломоносовым (1752) Физическая химия — наука, которая должна на основании положений и опытов физических объяснить причину того, что происходит через химические операции в сложных телах . Важнейшие теоретические и экспериментальные исследования Ломоносова привели его к открытиям, на которых и сейчас в значительной степени базируется физическая химия. Ломоносов близко подошел к правильному определению принципа сохранения материи и движения. Атомистические воззрения Ломоносова привели его к выводу о кинетической природе теплоты, что позволило ему предположить необходимость существования наибольшей и последней степени холода , т. е. предельно низкой температуры, отвечающей полному прекращению движения частиц, а также отметить невозможность самопроизвольного перехода теплоты от более холодного телц к более теплому, что является в настоящее время одной из формулировок второго начала термодинамики. [c.6]

Второе начало термодинамики, выраженное в понятиях вероятностей, не исключает, например, процессы перехода теплоты от холодного тела к горячему, по расчет вероятностей показывает, что протекание такого макроскопического процесса столь маловероятно, что практически он неосуществим. Возможны самопроизвольные процессы, сопровождающиеся уменьшением энтропии. Например, для малых объемов газа с содержанием в них небольшого числа молекул наблюдается нарушение равномерного распределения плотности. Другим примером возникновения в системе процессов, протекающих с нарушением второго начала термодинамики, можно назвать броуновское движение. В микрообъемах коллоидных растворов могут наблюдаться изменение числа частиц во времени, связанные с неравномерностью молекулярного давления на коллоидную частицу. Однако в макрообъемах эти нарушения утрачивают значение. [c.87]

На вопрос о том, возможен или невозможен процесс при данных условиях, дает ответ второе начало термодинамики, которое, как и первое начало, оперирует лишь с начальным и конечным состояниями системы. Чтобы по заданным начальному и конечному состояниям системы определить направление перехода системы из одного состояния в другое при данных условиях, надо найти такие термодинамические свойства системы, которые при любом самопроизвольном процессе при данных условиях или увеличиваются, или уменьшаются, причем при равновесном состоянии эти свойства достигают соответственно максимального или минимального значений. Второе начало термодинамики показывает, что такими свойствами системы являются в общем случае энтропия (5) и в частных случаях изохорный (F) и изобараный (Z) потенциалы. Энтропия является критерием возможности направления и предела течения процессов в изолированных системах, а изохорный потенциал при V, Т — onst и изобарный потенциал при Р, Т = onst — в неизолированных системах. Прежде чем перейти к более подробному анализу этих свойств системы, необходимо рассмотреть содержание и смысл второго начала термодинамики. [c.82]

Обратимся теперь к анализу второго начала термодинамики. Его содержание труднее определить сжатой формулировкой, чем содержание первого начала. Не представится возможным рассмотреть здесь все предложенные формулировки второго начала,— их слишком много. Я ограничу свою задачу разбором 18 важнейших формулировок. Простейшая из них такова невозможен процесс, имеющий единственным своим результатом превращение тепм в работу. [c.60]

Статистическое рассмотрение проблемы второго начала дает конкретное содержание понятию энтропии, остающейся в рамках адной лишь термодинамики довольно абстрактной функцией, введение которой в термодинамику производит, без такого рассмотрения, впечатление лишь искусственного математического приема. На самом же деле энтропия имеет вполне реальное физическое содержанке это — мера вероятности термодинамического состояния тел и систем. [c.411]

Уравнение (VI, 12) имеет весьма важное значение, так как оно включает основное содержание первого и второго начал термодинамики. Для химических систем представляет особый интерес рассмотрение изотермических процессов, протекающих при постоянном объеме или при постоянном давлении. Максимальная работа в изотермических пзохорпых процессах (v --= onst и Т= onst) получается за счет убыли свободной энергии и определяется, согласно уравнению (VI,12), изменениями внутренней энергии и энтропии [c.86]

Формула Больцмана вскрывает статистический смысл энтроиии как величины, тесно связанной с вероятностью состояния системы. Следовательно, условие возрастания энтропии замкнутой системы, вытекающее из второго начала термодинамики, не обязательно, а лишь вероятно, и возможны случаи самопроизвольных процессов, сопряженных с ее уменьшением (так называемые флюктуации). Например, для малых объемов с содержанием небольшого числа молекул газа наблюдается нарушение равномерного распределения плотности воздуха в атмосфере флюктуации плотности). На небольших уплотненных объемах воздуха рассеивается преимущественно коротковолновая часть света, чем и определяется голубой цвет неба. [c.90]

Так же как и первое начало термодинамики, второе начало имеет около десятка различных формулировок, большая часть которых эквивалентна одна другой и выражает полное содержание самого закона. Разнообразие формулировок этих законов связано с их проявлением в тех или иных конкретных случаях. Та из формулировок, которая выражает закономерность явления, наиболее близкого к нашему опыту, практике, может быть нринята за исходную при установлении и анализе каждого из законов. [c.12]

Вывод о стремлении теплоемкостей к нулю при Г- О можно получить и из первых двух начал термодинамики, если считать, что вытекающее из этих законов условие устойчивости Г/С к>0 сохраняется и при Г=ОК. Однако это не означает, что третье начало следует из первого и второго начал, поскольку рассмагряваемый вывод не -жвивалентеи ио своему содержанию третьему началу. [c.95]

Второе начало термодинамики в соединении с циклом Карно позволяет высказать следующие утверждения общего характера, резюмирую-uyie содержание предшествующих разделов. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология