Клаузиус второе начало энтропия

Мы не будем касаться истоков общей термодинамики, возникшей при решении теплотехнических проблем в первой половине XIX в. [4, с. 167], и только напомним, что формулировка первого начала термодинамики и его экспериментальное подтверждение относятся к 40-м годам XIX в. (Майер, Джоуль), а формулировка второго начала термодинамики и его математическое выражение — к 50-м годам (Клаузиус, В. Томсон). Важнейшее понятие химической термодинамики — понятие энтропии — было введено Клаузиусом в 1865 г. [c.120]

Поэтому обоснования второго начала термодинамики по Карно-Клаузиусу и по Каратеодори играют в термодинамике различную роль и взаимно дополняют друг друга, позволяя с различных точек зрения обсуждать вопрос о свойствах энтропии как нового термодинамического параметра. [c.50]

Соотношение (IV,36) определяет коренной момент в толковании второго начала термодинамики и в развитии термодинамики в целом. Величайшая заслуга Клаузиуса заключается не только в том, что он ввел понятие энтропии, но и в том, что он опроверг гипотезу о неразрушимом теплороде и вывел выражение для КПД цикла Карно. [c.105]

В зтих работах Р. Клаузиуса и У. Томсона было сформулировано первое начало термодинамики, т. е. принцип эквивалентности теплоты и работы, а также и второе начало термодинамики — о невозможности перехода само собой теплоты от холодного к нагретому телу. При качественном анализе процесса перехода теплоты в работу Р. Клаузиус ввел особую функцию — меру эквивалентности (меру рассеяния энергии), получившую в 1865 г. название энтропия . Позднее были введены и другие термодинамические функции. [c.163]

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]

Второе начало, как было показано, требует, чтобы энтропия замкнутой системы при всех ее изменениях возрастала. Это положение было нами получено как следствие невозможности самопроизвольного перехода теплоты от более холодного тела к более нагретому. Можно, наоборот, как это например делает Клаузиус, возрастание энтропии положить в основу второго начала и отсюда в качестве следствия вывести необратимость перехода теплоты и пр. Из (195) непосредственно видно, что возрастанию энтропии отвечает возрастание вероятности. Мы приходим таким образом к наиболее наглядной формулировке второго начала [c.137]

Подобно тому, как первое начало вводит функцию состояния — внутреннюю энергию, второе начало в форме, приданной ему дальнейшими работами Клаузиуса, вводит новую функцию состояния, названную им энтропией. Согласно второму началу, в то время как внутренняя энергия изолированной системь остается неизменной, ее энтропия при всех самопроизвольных процессах увеличивается. [c.69]

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]

Распространяя второе начало термодинамики на всю Вселенную, Клаузиус сделал такой далеко идущий вывод энтропия во всем мире идет к максимуму. Когда этот максимум будет достигнут, все виды энергии перейдут в тепловую, которая, равномерно распределится между всеми телами и таким образом обесценится якобы уже не будет никаких условий для возникновения любых процессов и наступит тепловая смерть Вселенной. [c.126]

Итак, закон возрастания энтропии в изолированных системах, в которых совершается пропесс, является законом частным, ограниченным. Со времен Клаузиуса — и это сохранилось в термодинамической литературе и до наших времен — этот закон получил название второго начала термодинамики для нестатических процессов [c.74]

Что же это за магическое слово — энтропия Термодинамическая функция, придуманная Клаузиусом в 1865 г. и формально выражающая отношение изменения тепла к температуре в замкнутой системе. Но трудами последующих поколений ученых смысл ее необычайно расширился и углубился. Энтропия характеризует ту часть энергии, которая бесполезно рассеивается, так как невозможно превратить ее в работу. И наиболее полное выражение второго начала термодинамики в том и состоит, что в любом самопроизвольном процессе энтропия со временем возрастает, достигая максимума в состоянии равновесия. [c.10]

Второе начало термодинамики было впервые сформулировано в 1850 г. Р. Клаузиусом в виде следующего принципа Теплота не может переходить сама собой (позднее Клаузиус заменил последние слова на выражение без компенсации ) от более холодного тела к более нагретому . Энтропию (5) как функцию состояния Клаузиус ввел в 1865 г. при рассмотрении кругового обратимого процесса типа цикла Карно и поиске соотношения между имеющими место двумя превращениями тепла. Одно из них— переход тепла в работу, другое — переход тепла более высокой температуры в тепло более низкой температуры. Прийдя к выводу об увеличении энтропии изолированной системы при протекании в ней самопроизвольных процессов, Клаузиус обобщил второе начало термодинамики до вселенского закона, который сформулировал так Энтропия Вселенной стремится к максимуму . Из этого заключения следует, что эволюция Вселенной направлена к установлению равновесного состояния с максимальным значением энтропии и 5 = 0. [c.435]

Оценивая уровень нашего сегодняшнего понимания возможностей термодинамического подхода, И. Пригожин в 1980 г. писал Следует, однако, четко осознавать, что формулировка второго начала с точки зрения современного физика представляет собой скорее программу, чем утверждение, так как ни Томсон, ни Клаузиус не указали точный рецепт, позволяющий выразить изменение энтропии через наблюдаемые величины [318. С. 93]. Из последующего изложения мы узнаем, что решение поставленных вопросов о направленности эволюционного развития живого и неживого требует более углубленного понимания содержания второго начала и более детального проникновения в физику неравновесных процессов, формулировки ряда принципиально новых постулатов и разработки новых теоретических подходов. [c.439]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых- процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое-взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях вселеггной, что означало бы, с этой точки зрения, невозможность протекания каких-нибудь процессов и, следовательно, тепловую смерть вселенной . Такой вывод, впервые четко сформулированный в середине XIX в. Клаузиусом, является идеалистическим, так как признание конца существования (т. е. смерти ) вселенной требует признаиид и ее возникновения. Статистическая природа второго начала термодинамики не позволяет считать его универсально применимым к системам любых размеров. Нельзя утверждать также, что второй закон применим к вселенной в целом, так как в ней возможно протекание энергетических процессов (как, например, различные ядерные превращения), на которые термодинамический метод исследования но может механически переноситься. В определенных видах космических процессов происходит возрастание разности температур, а не выравнивание их. [c.220]

Современная наука начисто отвергает ложную концепцию о тепловой смер-ти> мира. Накопленный человечеством опыт убедительно доказывает, что мир бес-конечен и развитие его происходило вечно и вечно будет продолжаться. Основа ошибки Клаузиуса заключается в том, что второе начало термодинамики в отличие от первого начала ие является абсолютным законом природы, а имеет отно- сительный характер, что было показано в работах Больцмана (1895) и Смолухов-. ского (1914). Нельзя рассматривать Вселенную как замкнутую изолированную ко-, вечную систему, а потому к ней неприменимо второе начало термодинамики. Естественно считать, что при иных условиях существования материи, сильно отличающихся от тех, которые имеют место на Земле, процессы могут протекать и в обратном направлении, т. е. с убыванием энтропии. Об этом свидетельствуют наблюдения астрономов и астрофизиков за рождением новых звезд, новых миров. [c.74]

Обоснование второго начала термодинамики по Карно—Клаузиусу обладает двумя бесспорными достоинствами. Во-первых, вывод о сущестповании энтропии как функции состояния удалось обосновать на примере тепловой машины, имеющей большое практическое значение. Во-вторых, использованная формулировка второго начала соответствует духу экспериментальной физики. Вместе с тем с точки зрения теоретической физики метод Карно—Клаузиуса вызывает определенные возражения. Из основного уравнения [c.47]

Начало развития термодинамики неравновесных процессов (или просто неравновесной термодинамики) следует отсчитывать от Рудольфа Клаузиуса, которому принадлежит по существу основное в этой области понятие некомпенсированной теплоты (1850 г.). Однако первым все же применил термодинамические соотношения к изучению неравновесных процессов Вильям Томсон (Кельвин) в 1854 г. В более позднее время развитию неравновесной термодинамике существенно способствовал Де-Донде. Его главная идея состояла в том, что можно идти дальше обычного утверждения неравенства второго закона и дать количественное определение возникновения энтропии . В 1922 г. Де-Донде связал также некомпенсированную теплоту Клаузиуса и химическое сродство. В 1931 г. Онзагер формулировал свои знаменитые соотношения взаимности , являющиеся основой изучения связей различных неравновесных процессов в так называемой линейной области. Дальнейшее развитие неравновесной термодинамики и обоснование ее формализма связано с именами Пригожина, Глансдорфа, Казимира и других. Так, в работах И. Пригожина методы неравновесной термодинамики распространены на область, где связь между потоками и вызывающими их силами уже не является линейной. [c.308]

На то обстоятельство, что наличие или отсутствие интегрирующего множителя в уравнении для ЙС зависит от числа степеней свободы системы, первыми обратили внимание Шиллер и К- Кара-теодори и поставили вопрос о более строгом обосновании второго начала термодинамики. Ведь анализ вопроса проведен как раз для системы с двумя степенями свободы, т. е. заведомо обладающей таким множителем. Поэтому сейчас можно сказать, что метод Карно—Клаузиуса позволил скорее предвидеть, чем строго обосновать важнейший для термодинамики результат — существование энтропии как функции состояния. [c.48]

Установление второго начала термодинамики и введение понятия о необратимости самопроизвольно протекающих процессов качественно изменили научное представление о времени. Обнаружилось неведомое для классической физики (а позднее квантовой механики) его свойство -направленность, критерием которой для процессов в изолированных системах служит изменение энтропии, названное в связи с этим А. Эддингтоном "стрелой времени" [23. С. 68]. Теория деградации структур, выравнивания свойств всех составляющих системы во всех возможных отношениях не может естественным образом описать феномен жизни, ее возникновение, усложнение и совершенствование. Перенесение этой концепции на мир в целом ведет, с одной стороны, к идеям креационизма и катастрофизма Ж. Кювье, а с другой - к идее У. Томпсона и Р. Клаузиуса о "тепловой смерти", в конечном счете к теологическим воззрениям на сотворение и конец мироздания. [c.47]

В XIX веке были созданы две великие эволюционные теории. Второе начало термодинамики (Клаузиус, Гиббс, Больцман) дает закон эволюции вещества в изолированной системе к его наиболее вероятному состоянию, характеризуемому максимальной неупорядоченностью, максимальной энтропией. Напротив, теория биологической эволюции (Дарвин) выражает возрастание упорядоченности и сложности живых систем, начиная с примитивных микроорганизмов и кончая Homo sapiens с его мыслящим мозгом. Между этими двумя теориями действительно имеется несоответствие — биологическая эволюция, филогенез, а также онтогенез никак не согласуются с равновесной термодинамикой изолированных систем. [c.12]

В 50-е годы XIX в. почти одновременно были открыты второе начало термодинамики и законы биологической эволюции. Суть термодинамики была с предельной четкостью выражена Клаузиусом Энергия мира постоянна. Энтропия мира стремится к максимуму . Основные законы биологической эволюции были сформулированы в знаменитой книге Дарвина О происхождении видов . В последующих исследованиях очень скоро стал ясен фундаментальный характер понятия эволюции для науки о жизни. Оказалось, что законы эволюции раскрываются как в процессе возникновения жизни, так и в развитии человеческого зародыша, становлении видов и экологических сообществ. Однако во второй половине XIX в. оставался по существу открытым вопрос о совместимости классической (универсальной ) термодинамики и представления о временной эволюции как о спонтанном образовании все более сложных структур. В самом деле, согласно принципам классической термодинамики энтропия всякой замкнутой системы возрастает со временем и достигает своего максимального значения, когда система приходит в состояние теплового равновесия, т. е., будучи предоставленной самой себе, система всегда стремится достичь состояния с минимальной степенью упорядоченности, допускаемой начальными условиями. Кажется, что это противоречит возможности непрекращающегося процесса струк-турообразования. [c.4]

Совокупность вышеустановленных понятий и теорема о возрастании энтропии полностью раскрывают содержание глубокой трактовки второго начала, высказанной Клаузиусом энтропия всякой изолированной системы стремится к максимуму (в нашем обзоре это — пятнадцатая формулировка второго начала). Пока система еще не достигла состояния термодинамического равновесие, в ней возможно самопроизвольное течение процессов, которые остаются неуравновешенными и влекут за собой увеличение энтропии. Когда система приходит в такое состояние, что ее энтропия оказывается максимальной и дальнейшее увеличение энтропии становится, таким образом, невозможным, то это свидетельствует о том, что самопроизвольно никакие процессы в системе больше возникнуть и протекать не могут, а это означает, что система пришла к состоянию термодинамического равновесия. [c.80]

Здесь следует заметить, что по вине самого Клаузиуса, который расширил вышеприведенную формулировку второго начала до утверждения, что энтропия мира стремится к максимуму , спекулятивная философия не замедлила выдвинуть доктрину так называемой тепловой смерти мира. Эта ложная доктрина тепловой смерти мира многократно служила предметом научных дискуссий. Огносящиеся сюда вопросы мы рассмотрим в первом разделе гл. V. [c.80]

Статистическому смыслу второго начала будет посвящена гл. V. Главное ее содержание — обзор и пояснение формул, определяющих термодинамическую вероятность, и изложение практически применяемых статистических приемов расчета энтропии. Здесь же мы ограничимся пока упоминанием замечательного, высказанного Больцманом, статистического выражения второго начала (в нашем обзоре—шестнадцатая формулировка второго начала) природа стремится от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным. Если учесть функциональную связь термрдинамической вероят-. ности с энтропией и вспомнить положение Клаузиуса, что энтропия всякой [c.81]

Проблема тепловой смерти. Второе начало термодинамики при поверхностном обращении с ним приводит к одному мнимому парадоксу, породившему обширную дискуссию. Согласно второму началу, все процессы в природе идут лишь в направлении, увеличения энтропии. Вместе с этим должно происходить выравш -вание температуры между разными участками вселенной, так ак теплота самопроизвольно переходит лишь от более горячих к более холодны.м телам. Таким образом, на первый взгляд, согласно второму началу, вселенная непрерывно и необратимо эволюционирует в направлении выравнивания энтропии и температуры во всех ее частях. Это выравнивание должно привести к тепловому равновесию, к прекращению всякого переноса энергии, а, следовательно, и всяких макроскопических движений, одним словом,- к тепловой смерти вселенной. На это парадоксальное следствие из второго начала обратил вним ание еще в середине XIX в. один из создателей термодинамики Клаузиус, следующим образом кратко формулировавший оба начала энергия мира постоянна, а энтропия мира стремится к максимуму. Гипотеза тепловой смерти вселенной приводит к следствиям, несостоятельность которых очевидна. Если вселенная существует вечно, то она [давно уже пришла бы в состояние тепловой смерти, и если сейчас мы его не наблюдаем , то это значит, что все.пенная существует лишь некоторый конечный промежуток времени, иначе говоря, что она когда-то возникла в результате некоторого творческого акта, создавшего как самую вселенную, так и разности энтропии и температуры в разных ее участках. [c.419]

В виде оформленной научной системы, исходящей из работ Карно и закона сохранения и превращения энергии, термодинамика появилась в 50-х годах ХТХ в. в трудах Клаузиуса и Томсона (Кельвина), давших современшле формулировки второго начала термодинамики и введших важнейшие понятия энтропии и абсолютной температуры. Основным методом исследования термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. [c.11]

Но понятие энтропии возникло только спустя два с липшим тысячелетия. Ввел его в 1870 г. немецкий физик Клаузиус, и этим он положил начало второму закону термодинамики. Однако мы сначала напомним первый закон. Ему можно дать различную формулировку, но суть одна — энергия не может возникнуть из ничего а исчезнуть бесследно. Применительно к тепловым процессам этот закон утверждает, что изменение внутренней энергии системы 17 равно количеству сообш,енной системе теплоты за вычетом работы А, совершенной системой Д / = — Q — А. Ясно, что в системе, не совер- [c.30]

Опубликование Клаузиусом в 1865 г. своей термодинамики в виде двух начал и представление во втором начале количества тепла в форме соотношения (263) — это колоссальный шаг вперед в направлении правильного понимания физической сути вермического явления. Однако данное Клаузиусом теоретическое обоснование факта существования энтропии, связавшее ее с равновесными состояниями, принесло больше вреда, чем пользы, ибо предельно ограничило возможности термодинамики и привело к ряду ошибочных выводов, например, о необратимости реальных процессов, об одностороннем развитии мира и его тепловой смерти и т. д. Это вызвало к жизни всевозможные другие обоснования и толкования энтропии, в частности статистическое, информационное и т. п., что крайне запутало проблему и в конечном итоге завело науку в тупик. [c.408]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология