Два основных 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]

Математическое выражение энтальпии получено из основного уравнения (общего выражения первого начала термодинамики) в виде [c.70]

Термохимические расчеты основаны на применении к химическим процессам соотношений, вытекающих из I начала термодинамики. Основной закон термохимии — закон Гесса можно обосновать следующим образом. [c.16]

Живые организмы подчиняются всем основным законам природы. К ннм полностью применим закон сохранения н превращения энергии, а также второе начало термодинамики. [c.75]

Экспериментально установлено, что если различные виды работы могут быть полностью обращены в теплоту и в идеальном случае могут полностью переходить друг в друга, то обратное преобразование невозможно, так как только некоторая часть теплоты превращается в работу при циклическом процессе. Здесь речь идет о закрытой системе, совершающей круговой термодинамический процесс, а не о единичном акте, так как в последнем случае согласно принципу эквивалентности преобразование тепла в работу можно произвести полностью. Такая система является, по сути дела, или тепловой машиной (система суммарно производит работу над источником работы), или холодильной машиной (источник работы суммарно производит работу над системой). Поэтому неудивительно, что изучение вопросов, связанных со вторым началом термодинамики, исторически обязано исследованию принципа действия тепловых машин, назначение которых состоит в превращении тепла в работу. В фундаментальном труде французского инженера Сади Карно Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу (1824) сделана первая, еще весьма несовершенная попытка сформулировать второе начало термодинамики. В труде Карно рассматриваются три основных вопроса 1) необходимое условие для преобразования теплоты в работу 2) условие, при котором трансформация теплоты в работу может достигнуть максимального эффекта 3) зависимость коэффициента полезного действия тепловой машины от природы рабочего вещества. В труде Карно был сделан совершенно правильный вывод, что коэффициенты полезного действия всех обратимых тепловых машин одинаковы и не зависят от рода работающего тела, а только от интервала предельных температур, в котором работает машина. [c.88]

Таблица 2. Основные соотношения, вытекающие из II начала термодинамики для сложной термодинамической системы, в которой изменяются массы компонентов

ОСНОВНЫЕ НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.11]

Основные начала термодинамики дают общее соотношение [c.11]

Соотношение (IV, 17), полученное Больцманом, является основным уравнением статистической термодинамики. Это уравнение связывает основную функцию второго начала классической термодинамики — энтропию — с основной величиной статистической термодинамики— термодинамической вероятностью. Уравнение (IV, 17) позволяет объяснить статистический характер второго начала термодинамики и вывести второе начало термодинамики как следствие постулатов статистической термодинамики. [c.153]

Описанные в первом разделе опыты показывают, что в правильно построенном кристаллическом индивидууме — кварце — наблюдаются только те упругие явления, которые о полной необходимостью вытекают из основных начал термодинамики. В этом частном случае удается вполне раскрыть механизм упругого последействия, которое оказывается вторичной пьезоэлектрической деформацией в других условиях возможно появление термоупругой деформации, также поддающейся точному учету. На долю собственно упругого последействия остается во всяком случае не более 0.00006 деформации, т. е. несравненно меньше, чем во всех изученных доныне телах. Можно думать, что в материалах, употребляемых в технике, вся та часть деформации, которая не может быть объяснена термодинамическими причинами, обязана физической неоднородности строения тела и не может считаться свойством упругости твердого тела как такового. [c.122]

Различают общую, техническую и химическую термодинамику. В общей термодинамике излагаются основные начала термодинамики и вытекающие из них след- [c.93]

Два основных начала термодинамики [c.11]

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]

Таблица 1. Основные соотношения I начала термодинамики [c.12]

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]

Термодинамика базируется на двух основных законах, получивших название первого и второго начал термодинамики. Оба начала выведены из обобщения практического опыта. [c.47]

Предмет термодинамики. Основные Первое начало термодинамики. . [c.403]

Как следует из первого начала термодинамики, при переходе одной формы энергии в другую полная энергия изолированной системы сохраняется. Закон сохранения энергии устанавливает основной, неизменный принцип всех природных явлений, но не дает, однако, еще представления о том, какие процессы на самом деле осуществимы, а какие нет. Действительно, можно представить целый ряд явлений, не противоречащих закону, но тем не менее совершенно невозможных. Например, если два тела с разной температурой касаются друг друга, то теплота может переходить от одного тела к другому, причем со стороны первого начала нет [c.87]

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]

Как видно из равенства (1У.ЗО), коэффициент полезного действия теплового обратимого процесса измеряется отношением разности крайних температур течения процесса к абсолютной температуре источника. Это равенство позволяет сформулировать основную теорему второго начала термодинамики, известную как теорема Карно—Клаузиуса коэффициент полезного действия кругового обратимого процесса не зависит от рода веш ества. совершающего этот процесс, но зависит от начальной и конечной температур. [c.103]

Изменение энтропии служит критерием направления процесса и установления равновесия в изолированной системе . Условиями, определяющими изолированную систему, являются 6Q = 0 и 6Л = 0 или, иначе, И, К= onst. Отсюда из основного уравнения второго начала термодинамики [c.61]

Соотношения (У.83) — (У.86) следуют из объединенного уравнения первого и второго начал термодинамики и считаются основными дифференциальными уравнениями. Они впервые были получены Максвеллом в 1883 г. и носят его имя. С некоторыми из этих выражений, полученными другим путем, нам уже приходилось встречаться раньше [(1У.81), (1У.86)]. [c.145]

В 1909 г. Каратеодори сформулировал принцип адиабатической недостижимости, позволивший на основе второго начала термодинамики доказать существование энтропии без рассмотрения работы тепловых машин. Мы рассмотрим только основную идею Каратеодори. Поскольку бQ не является полным дифференциалом, а [c.53]

Рассмотрев вопросы об энергии системы, об изменении этой энергии в процессах перехода системы из одного состояния в другое и о формах, в которых система может обмениваться энергией с окружающей средой, придадим этим рассуждениям строгую количественную форму. Для этого сформулируем первый основной закон (или первое начало) термодинамики. [c.13]

Часто утверждают, что первое начало термодинамики — это частный случай закона сохранения энергии. Такое утверждение не вполне точно. Закон сохранения энергии — это один из самых основных законов природы. Все явления, которые рассматривает термодинамика, строго подчиняются этому закону. В этом смысле первое начало термодинамики является одной из частных форм закона сохранения энергии. Но первое начало термодинамики имеет свое содержание, выходящее за рамки закона сохранения энергии. В чем же заключается это содержание [c.13]

Тщательный анализ показал, что первое и второе начало термодинамики не позволяют решить этой задачи. Необходимо привлечь какое-то дополнительное условие, не вытекающее из двух основных законов термодинамики. В. Нернст предположил, что такое дополнительное условие состоит в том, что две кривые АН == ф (Т) и АО == г з (Т) не только имеют общую точку при Т = О, но имеют в этой точке и общую касательную [c.102]

Термодинамика возникла в первой половине XIX в. как теоретическая основа начавшей развиваться в то время теплотехники. Первоначальная задача термодинамики сводилась к изучению закономерностей превращения теплоты в механическую работу в тепловых двигателях и исследованию условий, при которых такое превращение наиболее оптимально. Именно такую цель преследовал С. Карно (1792—1832), положивший начало термодинамике. В дальнейшем она вышла далеко за пределы этой технической задачи. Центр тяжести переместился в сторону изучения физических явлений, возникла физическая термодинамика. Основным ее содержанием является изучение закономерностей тепловой формы движения материи. Приложение термодинамики к теории тепловых двигателей и холодильных установок выделилось в техническую термодинамику. Основу химической термодинамики составляет применение термодинамики к химическим явлениям. [c.12]

Термодинамический метод применяется для рещения самых разнообразных проблем различных областей науки. Обычно при рассмотрении содержания термодинамики и ее приложений выделяют общую, техническую и химическую термодинамику. Общая термодинамика излагает основные начала термодинамики и непосредственно вытекающие из них следствия. При этом наиболее широко используются дифференциальные уравнения и частные производные. Техническая термодинамика включает применение тех же законов и их следствий к тепловым двигателям. Наконец, содержание химической термодинамики состоит в применении термодинамического метода к изучению химических процессов. Она изучает превращения тепла, связанные с химическими реакциями и агрегатными превращениями. При этом формулируются закономерности, позволяющие определять направление и предел прогекания этих процессов. Химическая термодинамика оказывается весьма плодотворной при решении вопроса об устойчивости химических продуктов, а также при отыскании способов, предотвращающих образование нежелательных веществ она же позволяет указать рациональные значения температуры, давления и прочих параметров для осуществления химических процессов, определить пределы фракционной дистилляции и кристаллизации, а также полезна при решении многих других металлургических и технологических задач. [c.12]

Для определения изменения температуры торможения по сечению основной расширяюшейся струи газа представим ее состоящей из элементарных струек. Используя первое начало термодинамики для элементарной струи в адиабатически гибкой оболоч- [c.44]

Закон Гесса был установлен эмпирически. Легко видеть, однако,что он является строгим следствием первого начала термодинамики. Так как тепловох эффект = А11 есть изменение энергии системы, а = АН — изменение энтальпии системы и так как энергия и энтальпия являются функциями состояния, то по основному свойству функций состояния эти тепловые эффекты не зависят от пути процесса, а определяются только начальным и конечным состоянием. [c.76]