Второе и Третье начала термодинамики

Принцип недостижимости абсолютного нуля. Важнейшим следствием третьего начала термодинамики является недостижимость абсолютного нуля. Принцип недостижимости абсолютного нуля был сформулирован Нернстом в 1912 г. Попытаемся воспроизвести ход рассуждений Нернста. Проведем цикл Карно в интервале между, скажем, комнатной и более низкой температурой. При этих условиях можно получить некоторое количество работы, но так как для нашей цели необходимо отбирать теплоту от источника теплоты с более низкой температурой, то цикл непригоден для производства работы. Однако если мы можем достигнуть абсолютного нуля и использовать его как наинизшую температуру цикла, то тогда согласно второму началу источник теплоты с этой температурой совсем не получит теплоты. Мы имеем, таким образом, систему, которая получает теплоту при более высокой температуре и превращает все количество теплоты в работу. Но тогда подобная машина окажется вечным двигателем второго рода. Чтобы избежать этого следствия, Нернст постулировал невозможность достижения абсолютного нуля. Нернст полагал, что доказал эту теорему на основании исчезновения теплоемкостей при абсолютном нуле и второго начала. [c.189]

Физические и химические явления исследуются в термодинамике главным образом с помощью двух основных законов, называемых первым и вторым началами термодинамики. Первое начало следует из закона сохранения энергии и материи. Второе начало характеризует направление процессов. В XX в. был открыт третий закон термодинамики, который не имеет такого широкого применения, как первый и второй, но важен для теоретического анализа химических процессов. Известно еще нулевое начало (закон) термодинамики. Все законы термодинамики являются постулатами и проверены многовековым опытом человечества. [c.12]

ВТОРОЕ И ТРЕТЬЕ НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.359]

Второе и третье начала термодинамики [c.19]

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]

Второе и третье начала термодинамики. Энтропия 135 [c.3]

Третье начало термодинамики. Стандартная энтропия. Первое и второе начала термодинамики не располагают методом количественной оценки энтропии. Эту возможность дает третье начало. В его основе лежит следующее допущение. [c.171]

По сложившейся терминологии этот метод определения энтальпии реакции называют метод второго начала термодинамики . Аналогично, метод третьего начала термодинамики связан с применением для вычисления энтальпии реакции уравнения Гиббса — Гельмгольца [c.38]

В современной термодинамике правильно оценивается важность закона термического равновесия. Чтобы подчеркнуть значение этого закона, было предложено дать ему номер, подобно тому, как имеют номера три других основных закона термодинамики. Но так как изменение названий первого, второго и третьего начал термодинамики вряд ли можно было осуществить, то для закона термического равновесия предложили нелепо звучащее наименование—нулевой закон термодинамики. [c.31]

М. в. Ломоносов в своем труде Размышление о причине теплоты и холода (1750 г.) развивает представления о молекулярно-кинетической теории теплоты, формулирует основные принципы термодинамики, в частности, доказывает невозможность самопроизвольного перехода теплоты от холодного тела к горячему (второе начало термодинамики) и делает вывод о существовании абсолютного нуля и о невозможности его практического достижения (третье начало термодинамики). [c.16]

Следует отметить, что, несмотря на большое значение третьего начала термодинамики, по своей общности оно уступает первому и второму началам термодинамики. В отличие от них оно не приводит к определению каких-либо фундаментальных величин, подобных внутренней энергии или энтропии, а только ограничивает значения одной из них. В силу этих причин третье начало термодинамики часто называют новым тепловым законом, подчеркивая тем самым его отличие от первого и второго начал термодинамики. [c.143]

В современной термодинамике правильно оценивается важность закона термического равновесия. Чтобы подчеркнуть значение этого закона, было предложено дать ему номер. Ведь три других основных закона термодинамики имеют номера. Но изменение названий первого, второго и третьего начал термодинамики вряд ли [c.30]

Доказательство Нернста несостоятельно. Но его предположение о невозможности достижения абсолютного нуля оказалось справедливым. Предположение — следствие третьего начала термодинамики [уравнение (XIV, 14)], а не второго. По уравнению (XIV, 14) при абсолютном нуле изменение энтропии равно нулю при любом объеме системы. Поэтому рис. 35 противоречит третьему началу термодинамики и должен быть заменен рис. 36, согласующимся с этим началом. [c.406]

Но при всей несостоятельности доказательства Нернста, его предположение о невозможности достигнуть абсолютного нуля температуры оказалось справедливым и является следствием третьего начала термодинамики [уравнение (XIV, 14)], а не второго. Из уравнения (XIV, 14) следует, что при абсолютном нуле изменение энтропии равно нулю при любом объеме системы. Поэтому рис. 31, противоречащий третьему началу термодинамики, должен быть заменен рис. 32, согласующимся с этим началом. [c.409]

Формулируя принцип недостижимости абсолютного нуля, часто исходят, как и для первого и второго начал термодинамики, из невозможности вечного двигателя (третьего рода) нельзя построить машину, которая работала бы за счет охлаждения тела до абсолютного нуля. [c.426]

Термодинамика имеет дело только с разностями энтропии. Третье начало термодинамики [уравнение (XIV, 14)] тоже высказывает что-то новое о разности энтропии, не вытекающее из второго начала. [c.411]

Третье начало термодинамики. Это фундаментальное положение термодинамики, которое не является следствием первого и второго начал термодинамики [c.53]

ТРЕТЬЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ 1. Недостаточность первого и второго начала термодинамики для расчетов химического сродства [c.192]

Для термодинамических систем справедливы нулевое, первое, второе и третье начала термодинамики. [c.310]

Третий закон термодинамики не имеет такого общего характера, как первый закон термодинамики (на его основе получены две термодинамические функции V и Н) и второй закон термодинамики, который вводит в термодинамику новую функцию-энтропию 5. Третий закон термодинамики определяет только нижнее граничное значение энтропии для начала отсчета температуры. Отклонение энтропии от нулевого значения при температурах, близких к абсолютному нулю, связано с частичной аморфизацией твердого тела (дефекты в решетке) или с тем, что вещество содержит примеси (появление энтропии смешения). Однако эти отклонения не исключают возможности расчета изменения энтропий при химических реакциях, так как ошибка в расчете будет составлять значение Р п 2. [c.216]

В отличие от внутренней энергии и энтальпии для энтропии можно определить абсолютные значения. Эта возможность не вытекает из второго начала термодинамики, а появляется лишь при использовании постулата Планка, называемого также третьим началом термодинамики. [c.75]

Физические и химические явления в термодинамике исследуются главным образом с помощью двух основных законов, называемых первым и вторым началами термодинамики. Первое начало следует из закона сохранения энергии и вещества. Второе начало, характеризующее направление процессов, было сформулировано в XIX в. К нынешнему столетию относится открытие третьего закона термодинамики, который не столь широк и всеобъемлющ, как первый и второй, но имеет важное значение для теоретического анализа химических процессов. [c.11]

Тепловые балансы составляют на основе первого начала термодинамики. Анализ фазового и химического равновесий осуществляют на основе второго и третьего начал в термодинамике. [c.12]

Термодинамика имеет дело со свойствами систем, находящихся в равновесии. Она не описывает протекания процессов во времени. Термодинамика дает точные соотношения между измеримыми свойствами системы и отвечает на вопрос, насколько глубоко пройдет данная реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие. Она также позволяет уверенно предсказывать влияние температуры, давления и концентрации на химическое равновесие. Термодинамика не зависит от каких-либо допущений относительно структуры молекул или механизма процессов, приводящих к равновесию. Она рассматривает только начальные и конечные состояния. Но и при таком ограничении термодинамический метод является одним из самых мощных методов физической химии, и поэтому, учитывая важную роль термодинамики, первая часть книги посвящена ей. К счастью, термодинамика может быть полностью разработана без сложного математического аппарата, и ее почти целиком можно изложить на том же уровне, на каком написана вся книга. Мы рассмотрим применение термодинамики к химии, начав с нулевого, первого, второго и третьего законов термодинамики, которые в дальнейшем будут применяться к химическим равновесиям, электродвижущим силам, фазовым равновесиям и поверхностным явлениям. [c.11]

При подготовке третьего издания книга была подвергнута коренной переработке. Заново написаны глава IV Второе начало термодинамики. Химические равновесия , глава IX Химическая кинетика. Катализ , раздел Эмульсии в гл. X и ряд тем в различных главах, а также Введение , отсутствовавшее в прежних изданиях. [c.3]

Тем не менее не следует забывать, что чистота альтернативной энергетики относительна. Второе начало термодинамики гарантирует, что при любой деятельности энтропия (отходы всех видов) будет производиться непременно. Фотоэлементы, скажем, нужно еще изготовить, а полупроводниковое производство—вовсе не курорт. По истечении срока службы их, содержащих примеси мышьяка, фосфора, кадмия, надо куда-то девать — и лучшего способа, чем зарыть в шар земной, сейчас нет и не предвидится. Ветроэлектростанции изменяют ветровой режим местности, а третий закон экологии ( Природа знает лучше ) гарантирует, что эти изменения ни к чему хорошему, скорее всего, не приведут. Поэтому, возвращаясь к дровам, а точнее, к биомассе, следует заметить, что этот ресурс в России практически неисчерпаем, и не менее восстанавливаем, чем Солнце и ветер. Но При одном условии. Если мы не будем продолжать жить так же энергорасточительно, как сейчас и не тратить, например, на отопление каждого квадратного метра жилья в 5-7 раз больше топлива, чем Канада. Кстати, Россия и Канада имеют одинаковый коэффициент суровости климата, равный около 5000 °С-сут (см. гл. 19). То есть здесь отсутствует формальный повод обьяснить все наши отопительные проблемы суровыми климатическими условиями в России. [c.189]

ГЛАВА ТРЕТЬЯ ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКА [c.60]

Теоретич. база Т. х. — начала термодинамики (см. Первое начало термодинамики, Второе начало термодинами- ки, Третье начало термодинамики) и их следствия, к-рыц, в Т. X. придается форма, наиб, удобная для решения хим, проблем. Соврем. Т. х. включает в себя также нек-рые частные обобщения опытных данных, молекулярнЬ1е мо- дели и спец. методы (законы предельно разбавленных раст-,] воров, модель идеального газа, метод активности термо-, динамической и др.). [c.567]

Основополагающий вклад в Т. х. внесен такж Г. И. Гессом (основной закон термохимии, 1840), Г. Гельмгольцем (применение второго начала термодинамики к хим. р-циям, 1882), Я. Вант-Гоффом (термодинамика хим. р-ций н растворов, 1883—90), А. Ле Шателье (принцип смещения равновесия, 1883—88), В. Нернстом (третье начало термодинамики, 1906), Г. Льюисом (метод термодинамич. активностей, 1907), И. Пригожиным (неравновесная термодинамика систем с хим. р-циями). [c.567]

В 1945 г. Шредингер написал книгу Что такое жизнь с точки зрения физики , оказавшую существенное влияние на развитие биофизики и молекулярной биологии. В этой книге внимательно рассмотрено несколько важнейших проблем. Первая из них — термодинамические основы жизни. На первый взгляд имеется решительное противоречие между эволюцией изолированной физической системы к состоянию с максимальной энтропией, т. е. неупорядоченностью (второе начало термодинамики), и биологической эволюцией, идущей от простого к сложному. Шредингер говорил, что организм питается отрицательной энтропие1и>. Это означает, что организмы и биосфера в целом не изолированные, но открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой и веществом, и энергие . Неравновесное состояние открытой системы поддерживается оттоком энтропии в окружающую среду. Вторая проблема — общие структурные особенности органиа-мов. По словам Шредингера, организм есть апериодический кристалл, т. е. высокоупорядоченная система, подобная твердому телу, но лишенная периодичности в расположении клеток, молекул, атомов Это утверждение справедливо для строения организмов, клеток и биологических макромолекул (белки, нуклеиновые кислоты). Как мы увидим, понятие об апериодическом кристалле важно для рассмотрения явлений жизни на основе теории информации. Третья проблема — соответствие биологических явлений законам квантовой механики. Обсуждая результаты радиобиологических исследований, проведенных Тимофеевым-Ресовским, Циммером и Дельбрюком, Шредингер отмечает, квантовую природу радиационного мутагенеза. В то же время применения квантовой механики в биологии не тривиальны, так как организмы принципиально макроскопичны. Шредингер задает вопрос Почему атомы малы Очевидно, что этот вопрос лишен смысла, если не указано, по сравнению с чем малы атомы. Они малы по сравнению с нашими мерами длины — метром, сантиметром. Но эти меры определяются размерами человеческого тела. Следовательно, говорит Шредингер, вопрос следует переформулировать почему атомы много меньше организмов, иными словами, почему организмы построены из большого числа атомов Действительно, число атомов в наименьшей бактериальной клетке [c.12]

Э. о. определяют экспериментально калориметрич. измерениями. Второе и третье начала термодинамики позволяют получать Э. о. из эксперим. данных. Теоретич. расчеты Э. о. хим. соед. пока неосуществимы. Возможны эмпирич. оценки Э. о., напр., из Э. о. родственных соединений. [c.481]

Книга является третьим изданием (второе издание вышло в 1953 г.) учебного пособия по химической термодинамике для студентов химико-технологических специальностей высших учебных заведений. В ней изложены первое начало термодинамики и его приложение к термохимии, второе начало, термодинамические потенциалы н обш,ие условия равно весия, свойства однокомпоиентных гомогенных и гетерогенных систем, характеристика растворов и фазовые равновесия в них, химическое равновесие и основы статистического расчета термодинамических функций по спектроскопическим данным. [c.2]

Все сказанное послужило основанием внести суш,ественные изменения в третье издание учебника по физической и коллоидной химии. В учебник включены новые главы элементы учения о превращениях энергии при химических процессах (первое и второе начало термодинамики и т. д.). Эти знания необходимы медику для правильного представления об обмене энергии, протекающем, в живом организме в результате разнообразных биохимических процессов. Внесен раздел о физико хнмичес1р1х свойствах и биологическом значении воды, которая является одной из важных составных частей животного организма, а также в учебник внесен ряд дополнений почти во все разделы курса по физической и коллоидной химии, из которых одни несколько расширяют имеющиеся представления по отдельным главам учебника, другие же являются дополнениями о новых данных науки, полученных в последние годы. [c.3]

Материальный и энергетический обмен диссипативной системы со средой (первое условие) происходит без нарушения второго начала термодинамики. В данном случае оно проявляется в более общем виде и относится к изолированной системе, в которую открытая диссипативная структура входит как подсистема. В отличие от самопроизвольных равновесных процессов, при протекании которых все части системы хаотизируются и, следовательно, вносят положительный вклад в общее увеличение энтропии, в нелинейных неравновесных процессах происходит диспропорционирование энтропии. Уменьшение энтропии при создании упорядоченной диссипативной структуры сопровождается одновременным увеличением энтропии остальной части изолированной системы. Второе условие означает невозможность описания диссипативной системы с помощью аппарата линейной термодинамики неравновесных процессов, а третье утверждает качественное отличие диссипативной структуры от равновесного [c.91]

Термодинамика в основном построена на трех фундаментальных законах, называемых началами . Первое начало термодинамики охватывает описание процессов превращения энергии, второе — позволяет судпть о направленйи этих процессов. О третьем начале см. 8. Здесь мы не будем рассматривать эти начала во всей их общир-ной полноте, а сосредоточим свое внимание только на вопросах, важных для курса общей химии. [c.160]

Чтобы правильно понять эту или какую-либо другую формулировку второго начала, нужно иметь в виду, что сложность второго начала термодинамики связана с рассмотрением превращ,ения одной формы перехода энергии в другую форму перехода энергии. Стало быть, анализируя второй принцип термодинамики, мы должны иметь в виду уже по меньшей мере три тела первое, которое отдает энергию в форме тепла (теплоисточник) второе, которое получает энергию в форме тепла и отдает энергию в форме работы (назовем это второе тело рабочим телом) третье, которое получает энергию в форме работы от рабочего тела. Таким образом, схема процесса, о котором идет речь, во втором начале может быть графически изображена так, как показано на рис. 5. [c.60]