Основные положения второго начала термодинамики

Вывод о недостаточности первого начала термодинамики для определения направления и предела протекания процессов привел к установлению второго начала термодинамики. Второе начало термодинамики, так же как и первое начало, является постулатом, обобщением опытных данных. Доказательством второго начала может служить то, что все выводы, вытекающие из него, до сих пор всегда находили подтверждение на опыте. В 1824 г. С. Карно установил основные положения второго начала термодинамики. В середине XIX в. Клаузиус, Томсон и Максвелл показали, что второе начало термодинамики — один из наиболее общих законов природы . [c.109]

Основные положения второго начала термодинамики [c.17]

Термодинамика как научная дисциплина сложилась в начале XIX в. на основании данных по изучению перехода теплоты в механическую работу (с греческого Легте и dynamis — теплота и движение). В настоящее время термодинамика как одна из дисциплин с наиболее общим подходом в характеристике физико-химических явлений, устанавливает взаимосвязь между различными видами энергии, изучает возможность, направленность и пределы самопроизвольно текущих процессов. Раздел этой науки, изучающий химические реакции, фазовые переходы (кристаллизация, растворение, испарение), адсорбцию, взаимосвязь химической и других видов энергии, а также переход энергии от одной части системы к другой в различных химических процессах называется химической термодинамикой. Изучение происходящих в природе явлений с позиций термодинамики не требует знания причин и механизмов идущих процессов, представлений о строении вещества и т. п. Теоретическо базой этого раздела физической химии являются основные законы — первое и второе начало термодинамики. Первое начало, характеризующее общий запас энергии в изолированной системе, носит всеобщий характер и является отражением закона сохранения энергии второй закон термодинамики устанавливает понятие энтропии и выполняется при определенных ограничениях. В настоящей главе представляется возможным только кратко остановиться на основных положениях. [c.10]

Основное положение второго начала термодинамики заключается в том, что даже при вполне обратимом процессе в работу переходит только часть всей его теплоты, другая же часть при этом обесценивается, переходя от более нагретых частей системы к более холодным, не производя работы. [c.229]

Основное положение второго начала термодинамики заключается в том, что даже при вполне обратимом течении реакции в работу может перейти только часть теплоты процесса. Другая часть теплоты процесса, не превращенная в работу, передается при этом от более нагретых к более холодным частям системы. [c.32]

Основываясь на подобных аксиомах, можно найти условия, при которых возможны или невозможны другие процессы. При таком эмпирическом подходе оказывается возможным решение ряда задач, связанных с расчетом равновесий без каких-либо гипотез о строении вещества или механизме реакций. В действительности понятия и аксиомы второго закона опираются на молекулярную теорию. Однако изложенные выше основные положения второго закона термодинамики сложились в середине прошлого века, когда еще не получила развития молекулярная теория. Именно это обстоятельство и вынуждало к аксиоматическому построению термодинамики. В настоящее время при изучении этой дисциплины целесообразно с самого начала представлять себе молекулярный смысл ее понятий и основных аксиом. [c.29]

Исторически второе начало термодинамики было сформулировано гораздо раньше первого начала, но со временем оно получало все новое и новое толкование, а его формулировки становились все более строгими. Впервые основное положение второго -начала было дано М. В. Ломоносовым (1747 г.) ...холодное тело В, погруженное в теплое тело А, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет А . Первая математическая формулировка условий превращения теплоты в полезную работу была сделана Сади Карно (1824 г.). Им же были выведены следствия, имеющие большое значение для конструирования паровых машин. В работах немецкого физика Клаузиуса (1850 г.) и английского физика Томсона (лорда Кельвина) (1854 г.) были развиты идеи, которые вышли далеко за пределы первоначально поставленной теплотехнической задачи. Несколько позже Максвелл, Больцман и Гиббс установили связь второго начала с молекулярно-кинетическими представлениями. Это привело к статистическому толкованию второго начала термодинамики. [c.68]

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]

Клаузиус дал следующую формулировку второго начала термодинамики теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому. Позднее слова сама собой Клаузиус заменит другими — без компенсации , что означает без каких-либо изменений термодинамического состояния рабочего тела или других привлекаемых к участию в процессе тел. Такая формулировка второго закона термодинамики именуется постулатом Клаузиуса. Справедливость постулата Клаузиуса в его первой формулировке представляется самоочевидной и обеспечивается огромной совокупностью опытных данных, связанных, в первую очередь, с наблюдениями, и можно непосредственно убедиться, что это заключение имеет силу при всех обстоятельствах. Этот постулат Клаузиуса надо понимать в широком аспекте. Ибо, как Клаузиус неоднократно и подробно разъясняет, — это основное положение ни в коем случае не должно просто означать, что тепло непосредственно не переходит от более холодного тела к более теплому, последнее само собой понятно и следует уже из определения температуры. Настоящий смысл положения Клаузиуса заключается в том, что тепло вообще никаким способом, с помощью какого бы то ни было процесса, не может быть перенесено с более холодного тела на более теплое, без того, чтобы не осталось других изменений ( компенсации ). Только пользуясь этим более широким толкованием положения Клаузиуса, можно, исходя из него, делать заключение относительно каких угодно природных процессов . [c.89]

Основная ошибка концепции тепловой смерти мира заключается в следующем как доказано Больцманом (1895) и Смолуховским (1914), второе начало термодинамики, в отличие от первого начала, не является абсолютным законом природы, а имеет лишь относительный характер. Мы уже обращали внимание на то, что второе начало термодинамики неприложимо к ультрамалым системам, в которых возможны процессы, идущие с уменьшением энтропии, точно также нельзя распространять второе начало и на весь мир (на Вселенную), который нелепо рассматривать как некую замкнутую изолированную систему. Больцман обосновал положение, согласно которому в мире имеются области, в которых энтропия убывает. [c.126]

Вторым капитальным исследованием, посвященным второму началу термодинамики, были работы Германа Гельмгольца, причем при анализе энергетических превращений им было введено понятие о свободной энергии, прочно укрепившееся в термодинамике. И, наконец, Рудольф Клаузиус, один из творцов кинетической теории газов, развил положения Карно (работы которого он извлек из забвения) и Гельмгольца (1848—1864 гг.) о втором начале термодинамики и ввел понятие об энтропии, которая наряду со свободной энергией яв тяется основной величиной, входящей в характеристику второго начала. [c.18]

Первое начало само по себе еще не дает никаких указаний относительно того, в каком направлении и при каких условиях может совершаться переход энергии с одного тела на другое. Эти вопросы разрешаются вторым началом термодинамики, одним из основных положений которого является следующее. [c.88]

Для понимания процессов преобразования энергии в биологических системах необходимо рассмотреть некоторые основные понятия термодинамики. В то время как превращения молекул происходят в соответствии с химическими законами, сама возможность осуществления этих превращений и полнота их протекания зависят от количества энергии, получаемой системой. Для изучения энергетики процессов привлекают термодинамику, главные положения которой выражены в первом и втором законах. Законы термодинамики позволяют предсказать направление химических процессов, т. е. понять, будет ли реакция проходить слева направо или справа налево (в соответствии с тем, как она записана), а также выяснить, можно ли использовать данную реакцию для совершения полезной работы или же для осуществления реакции требуется энергня, которая должна поставляться каким-то внешним источником. Основные начала термодинамики формулируются с помощью [c.323]

Среди физических и химических теорий термодинамика занимает особое место. По мнению Эйнштейна, термодинамика является единственной универсальной физико-химической теорией, которой никогда не грозит опасность устареть. Исключительное положение классической термодинамики связано с тем, что она базируется не на постулатах или допущениях, пусть крайне правдоподобных и остроумных, а на экспериментально обнаруженных объективных законах, нашедших выражение в основных началах термодинамики. Первое начало выражает идею сохранения энергии, а второе указывает на направление самопроизвольного протекания процесса. [c.8]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология