Второе формулировка Клаузиуса

Формулировки второго закона термодинамики. Второй закон термодинамики, как и первый, является постулатом, обоснованным большим опытом, накопленным человечеством. Он выражается разными, но по сути эквивалентными формулировками. В качестве одной из них принят постулат Клаузиуса (1850 г.) теплота не может пере- [c.90]

Формулировки второго закона термодинамики. Второй закон (начало, принцип) термодинамики, как и первый, был установлен как постулат, обоснованный опытным материалом, накопленным человечеством доказательством второго закона служит то, что свойства термодинамических систем не находятся в противоречии ни с ним самим, ни с каким-либо из следствий, строго вытекающих из него. Второй закон был изложен в работах Клаузиуса (1850) и В. Томсона (Кельвин) (1851). Можно дать разные формулировки второго закона, ио существу равноценные. [c.212]

Границы применимости второго закона. Статистический характер второго закона термодинамики приводит к заключению, что увеличение энтропии в самопроизвольных процессах указывает на наиболее вероятные пути развития процессов в изолированной системе. Невозможность процесса следует понимать лишь как его малую вероятность по сравнению с обратным. Поэтому второй закон термодинамики в отличие от первого нужно рассматривать как закон вероятности. Он тем точнее соблюдается, чем больше размеры системы. Для систем, состоящ,их из громадного числа частиц, наиболее вероятное направление процесса практически является абсолютно неизбежным, а процессы, самопроизвольно выводящие систему из состояния равновесия, практически невозможны. Так, самопроизвольное изменение плотности 1 см воздуха в атмосфере с отклонением на 1% от ее нормальной величины может происходить лишь один раз за 3-10 лет. Однако для малых количеств вещества флуктуации плотности отнюдь не невероятны, а наоборот, вполне закономерны. Для объема воздуха 1 10" см повторяемость однопроцентных флуктуаций плотности составляет всего 10" с. Таким образам, действие второго закона нельзя распространять на микросистемы. Но также неправомерно распространять второй закон на вселенную. Отсюда следует, что общая формулировка законов термодинамики, данная Клаузиусом, — энергия мира постоянна, энтропия мира стремится к максимуму — во второй ее части неправильна. Неправильно и вытекающее из нее заключение о возмол<-ности тепловой смерти вселенной , так как второй закон термодинамики применим лишь к изолированной системе ограниченных масштабов. Вселенная же существует неограниченно во времени и пространстве. [c.103]

Пусть обе машины работают совместно так, что работа Л,у, полученная в машине //, затрачивается в машине I. При этом нагреватель отдает машине II теплоту Q,, и получает от машины / теплоту Q,. Так как Q/>Q// [уравнение (П1, 3)1, то в итоге нагреватель получает теплоту (Q,—Q,,). Холодильник отдает теплоту (Q l—Q/i), равную Q,—Q,,. Суммарная же работа обеих машин равна нулю (А,——А,,). Таким образом, единственным результатом совместного действия двух машин является перенос теплоты от холодильника к нагревателю. По второму закону термодинамики (формулировка Клаузиуса) это невозможно и, следовательно, предположение, что неправильно. [c.82]

Коэффициент полезного действия тепловой машины не зависит от природы рабочего тела, а определяется только интервалом температур (теорема Карно— Клаузиуса). Эту теорему связывают с формулировкой второго закона термодинамики и выражают математически [c.35]

В изложенных выше рассуждениях и выводах, имевших исходным пунктом второй закон термодинамики в формулировке Клаузиуса (или В. Томсона), основное внимание уделялось коэффициенту полезного действия тепловых машин, т. е. вопросу, имеющему, казалось бы, с точки зрения теории частный и узкий характер (хотя и очень важному для практики). Между тем результатом всех рассуждений явился вывод очень широкого, хотя не всеобъемлющего за кона природы, который правильнее всего назвать законом существования функции состояния энтропии и ее возрастания при самопроизвольных необратимых процессах. (Ряд исследователей видят здесь два отдельных, независимых положения.) [c.109]

Однако в пользу классического пути построения второго начала говорят следующие соображения. Метод и границы термодинамики приводят к неизбежности концентрировать внимание на взаимных превращениях теплоты и работы, как макроскопических форм передачи энергии. Сама математическая формулировка первого закона термодинамики связана с этим обстоятельством. Всякие попытки формулировать закономерность, которой следуют все наблюдаемые взаимные превращения теплоты и работы, естественно приводят к формулировкам Клаузиуса, В. Томсона или Планка. Ограничения возможности превращения теплоты в работу приводят к общим критериям направления процесса и условиям равновесия. [c.109]

Этот процесс не вполне обратим. В качестве примера снова упомянем тормозящий автомобиль, о котором уже говорилось в разд. 3-6. В общем случае невозможно преобразовать беспорядочное молекулярное движение в координированное движение всего тела как единого целого со 100%-ной эффективностью. Невозможность осуществления такого процесса является содержанием второго закона термодинамики. В середине XIX в. были предложены две несколько отличающиеся формулировки этого закона. Одна из них, предложенная Вильямом Томсоном, гласит Невозможно превратить какое-либо количество теплоты полностью в работу без того, чтобы часть этой теплоты не оказалась растраченной при более низкой температуре . Вторая формулировка принадлежит Рудольфу Клаузиусу Невозможно осуществить перенос тепла от более холодного тела к более горячему телу, не затрачивая для этого работу . Обе формулировки представляют со- [c.54]

В формулировке второго начала, данной В. Томсоном, невозможно теплоту какого-либо тела превратить в работу, не произведя никакого другого действия, кроме охлаждения этого тела, как и в формулировке Клаузиуса, указывается на невозможность превращения тепла в работу без компенсации. [c.89]

Почему в формулировках Клаузиуса и Кельвина речь идет о круговом процессе — действуя посредством кругового процесса Потому что, например, при однократном расширении идеального газа по изотерме 1—2 (рис. П1.3) в принципе возможно поЛное превращение теплоты в работу [вспомните соотношение (П.33), где Qt= Ат. Но нельзя бесконечно расширять газ, и для повторения операции получения второй и т. д. порций работ необходимо будет его сжать. Если сжимать газ при той же температуре Ti, т. е. по изотерме 2—1 (рис. П1.3), не получится выигрыша работы. Поэтому в цикле Карно газ из состояния 2 расширяют адиабатически до состояния 3, снижая его температуру до T a. Сжатие при T a требует затраты меньшей работы [формула (П.33)1, а поэтому в целом и получается выигрыш работы, равный площади цикла 1 2 3 4. [c.69]

Этот принцип можно рассматривать как одну из формулировок второго закона термодинамики. Как показал Каратеодори, на его основе с помощью ему же принадлежащей математической теоремы можно построить термодинамику чисто логическим и математическим путем, не прибегая к дополнительным представлениям, В этой книге упоминаемый здесь путь не будет использован, так как он требует громоздкого математического аппарата. Однако мы намерены, во-первых, показать совместимость принципа адиабатической недостижимости с классическими формулировками Клаузиуса и Кельвина. Во-вторых, воспользоваться результатами, к которым этот принцип ведет . [c.70]

Если первая формулировка не вызывает особых возражений в связи с отсутствием сведений об отклонениях от закона сохранения энергии и признанием его абсолютной закономерностью, то ко второй формулировке должно быть совсем иное отношение. Распространяя на весь мир, на всю вселенную закон увеличения энтропии, установленный для самопроизвольных процессов в изолированной системе, Клаузиус приходит к неизбежному выводу о стремлении мира к равновесию — так называемой тепловой смерти, когда де выравняются температуры, давления и так далее и, как следствие наступившего равновесия, прекратятся любые процессы. Такой пессимистический вывод из второго закона многократно являлся источником идеалистических и теологических спекуляций , так как признание неизбежного конца вселенной логически ведет к допущению о ее возникновении, о первичном толчке, и, наконец, об акте творения. [c.191]

Выражение (IV.35) представляет собой интеграл Клаузиуса для любого обратимого цикла. Мы пришли, следовательно, к заключению, что интеграл приведенных теплот любого обратимого цикла для всех веществ равен нулю. Это положение можно рассматривать как частную математическую формулировку второго начала термодинамики, которая применима к квазистатическим процессам. [c.104]

Если в такой системе имеются два тела с разными температурами (Г] > Т2), то согласно второму закону термодинамики (в формулировке Клаузиуса) самопроизвольный переход теплоты может происходить только от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. При этом элементарное изменение энтропии первого тела составит 4/5, = —5д/Тх, второго — (1з2 = +Ъд/Т2. Энтропия обладает аддитивным свойством, поэтому изменение энтропии системы [c.54]

Антинаучное толкование второго начала термодинамики. Так как равномерное распределение частиц с молекулярно-кинетической точки зрения является наиболее беспорядочным, наиболее хаотичным, то с увеличением энтропии растет хаос в системе. Отсюда и вытекает одна из формулировок второго начала термодинамики, выдвинутая Больцманом Мир стремится к хаосу , которая перекликается с формулировкой Клаузиуса Энтропия мира стремится к максимуму . [c.82]

Планк дал формулировку, являющуюся видоизменением формулировки Кельвина . Невозможно построить периодически действующую машину, все действие которой сводилось бы к поднятию некоторого груза и охлаждению теплового источника . Это просто означает, что энергия, содержащаяся в данном тепловом источнике, не может быть использована для получения полезного действия, если только в нашем распоряжении нет другого источника с более низкой температурой. Если бы было возможно обратное, то любой пароход, поезд или автомобиль могли бы двигаться без топлива, так как окружающая вода или атмосфера доставляла бы почти неистощимые количества энергии. Машину, реализующую такую возможность, иногда называют вечным двигателем второго рода . Формулировки Кельвина и Планка свидетельствуют о невозможности осуществить вечный двигатель этого рода. Любую из этих формулировок можно связать с формулировкой Клаузиуса это видно из того, что если работу можно было бы непрерывно получать из теплового источника, то теплоту можно было бы передавать от более низкой к более высокой температуре без охлаждения какого-либо внешнего агента. Также ясно, что любой необратимый процесс в этом случае можно было бы повторять без необходимости остаточных изменений в какой-либо другой системе. [c.96]

Оба изложенные положения (постулаты Клаузиуса и Томсона) являются формулировками второго закона термодинамики и эквивалентны друг другу, т. е. каждое из них может быть доказано на основании другого. [c.79]

Клаузиус ввел понятие энтропии и дал новую формулировку второго закона термодинамики. [c.12]

Таким образом, энтропия изолированной системы никогда не может уменьшаться. В крайнем случае, если протекают только обратимые процессы, она остается постоянной. Отсюда следует, что энтропия изолированной системы, находящейся в термодинамическом равновесии (т. е. в состоянии, в котором все возможные необратимые процессы в системе уже прошли), имеет наибольшее значение, возможное при данных условиях. Это значение в математическом смысле в большинстве случаев является стационарным. Приведенные рассуждения дополняют второй закон и являются основой для формулировки условий равновесия (гл. И). Если рассматривать вселенную как изолированную систему, то приходим к утверждению Клаузиуса, приведенному в 1. [c.28]

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]

Формулировки В. Томсона все виды, энергии имеют тенденцию переходить в теплоту. Последней же свойственно равномерно распределяться между всеми телами. Поэтому второй закон термодинамики можно высказать так все виды энергии стремятся к рассеянию. Или в такой форме энергия изолированной системы в процессе своих преобразований вследствие увеличения энтропии деградирует, теряет свою ценность, обесценивается. Как видим, ограниченность феноменологического подхода привела к тому, что термодинамические понятия были распространены Клаузиусом и Томсоном на процессы космического масштаба, и тогда был получен в качестве вывода закон рассеяния энергии и как его следствие — неизбежность тепловой смерти вселенной . Несостоятельность этой концепции в настоящее время ни у кого уже не вызывает сомнений. [c.91]

С выражением (2.2) полностью согласуется формулировка второго начала, предложенная Р. Клаузиусом (1850) [c.35]

На рис. (И 1.4) схематически представлено действие воображаемого устройства, которое условно назовем анти-Клаузиус . Почти одновременно появилась формулировка второго закона, принадлежащая Кельвину (В. Томсону) невозможно сконструировать машину, которая, действуя посредством кругового процесса, будет только извлекать теплоту из резервуара (теплоисточника) и превращать его в эквивалентное количество работы. [c.68]

Свойство 5, как уже известно, называется энтропией. Соотношения (VI. ) и (VI.2),введенные Клаузиусом,являются математической формулировкой второго закона. Они выражают положение, что приращение энтропии илн равно приведенной теплоте для равновесно обратимых процессов, или больше его для процессов неравновесных. [c.175]

В связи со статистическим толкованием энтропии следует уделить некоторое внимание вопросу о так называемой тепловой смерти вселенной. Одному из основоположников классической термодинамики Р. Клаузиусу принадлежат следующие формулировки первого и второго законов термодинамики [c.191]

Положим в основу дальнейших рассуждений постулат Клаузиуса (1850 г.) теплота сама собой не может переходить от холодного тела к горячему, т.е. невозможен процесс, единственным результатом которого был бы переход теплоты от тела с более низкой температурой к телу с более высокой температурой . Такой метод рассуждения не следует рассматривать как нарочитое ограничение общности второго начала утверждая невозможность избранного процесса, легко прийти к любой другой формулировке (все они выделены в тексте курсивом). [c.77]

Этот постулат не вытекает из первого начала термодинамики и является самостоятельным законом природы, который находится в полном соответствии со всем опытом человечества. Однако формулировка постулата, данная Клаузиусом, допускала неоднозначное толкование этого закона. Поэтому в дальнейшем развитии учения о втором начале термодинамики были высказаны другие формулировки постулата второго начала, более строгие. Планку принадлежит, вероятно, наиболее удачная [c.25]

Невозможность подобного устройства Р. Клаузиус (1850) считал самоочевидным и только позднее (1864) понял, что фактически речь идет о ранее неизвестном законе физики, справедливом не только для данного простейшего примера, но и для любых, сколь угодно сложных макроскопических устройств. Клаузиус сформулировал второй закон в виде утверждения невозможен некомпенсированный переход теплоты от тел с низкой температурой к более нагретым. Сейчас используют более однозначные формулировки. Их предложено несколько. Наиболее простая из них принадлежит В. Томсону невозможно построить периодически действуюш,ую тепловую машину, работа которой основана на охлаждении тела с наиболее низкой температурой . В. Оствальд сократил ее до следующей Увечный двигатель второго рода невозможен . При этом имеется в виду любое устройство, позволяющее в циклическом процессе использо- [c.45]

Перенесение на Вселенную закономерностей, справедливых для изолированной системы, неправомерно и приводит к необоснованному возведению второго закона термодинамики в абсолютный закон природы. Действительно, если для макросистемы ее тепловая смерть (достижение максимума энтропии) не является дискус- сионной, то распространение этого вывода на всю Вселенную, т. е. уподобление ее тем самым изолированной системе, и на неограниченный промежуток времени, исключено. Вселенна я безгранична в пространстве и во времени. Это не конечная изолированная система, и не тот объект, для которого имеют смысл понятия об обратимых и необратимых процессах, и об энтропии (как сумме энтропий отдельных ее частей) и т. д. Для Вселенной утрачивает смысл и само понятие энтропии. И с философских, и с современных естественнонаучных (космогонических) позиций, и в свете положений релятивистской термодинамики вторая часть формулировки Клаузиуса ве выдерживав критики. Следует, однако, подчеркнуть, что привлечение этой цитаты из Клаузиуса не отражается на дальнейшем изложении материала.— Прим. ред. 1 [c.314]

Общая иатеиатическая формулировка второго закона. Клаузиус кратко изложил все это посредством своей известной формулировки Энтропия мира стремится к максимуму т ). [c.127]

Клаузиус неправильно трактовал второй закон термодинамики (одним нз творцов которого он был), как абсолютный закон прпроды. Незаконно распространяя свой постулат на вселенную, которую он уподоблял изолированной системе, и на неограниченный промежуток времени, Клаузиус дал второму закону следующую формулировку энтропия вселенной стремится к максимуму. [c.106]

В более позднее время, когда от теории теплорода пришлось окончательно отказаться, возникла необходимость переосмысливания представлений Карно-Клапейрона. Это было сделано Р. Клаузиусом (1850) и Кельвиным (В. Томсон) (1851), Соответственно известны две формулировки второго закона, которые называются классическими. [c.68]

Формулировки второго закона Р. Клаузиуса и Кельвина—Карно эквивалентны. Представим себе еще раз два тепловых резервуара с температурами Т] > связанное с ними устройство анти-Клау-зиус (рис. П1.6), которое предположительно забирает у холодильника Га теплоту Qj и полностью отдаст ее нагревателю Tj. С этими же тепловыми резервуарами связана возможная с точки зрения второго закона тепловая машина. Она подобрана так, что, забирая у нагревателя теплоту Qi, отдает холодильнику количество теплоты Q. , взятое у него устройством анти-Клаузиус . Таким образом, холодильник вернулся в исходное состояние, а результатом действия всего устрой- [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология