Термодинамика, второе начало первое начало термодинамики

Фундаментальными законами термодинамики равновесных систем являются ее первое и второе начала. Первое начало термодинамики — это закон сохранения энергии в наиболее общем виде теплота Q, подведенная к системе, идет на увеличение ее внутренней энергии i7 и на работу А, совершаемую системой против внешних сил. В дифференциальной форме закон сохранения энергии имеет вид [c.403]

Выбор исходных понятий (например, понятия о внутренней энергии системы) при формулировке первого начала термодинамики, статистический характер второго начала, а также некоторые особенности третьего начала приводят к ограниченной применимости термодинамического метода. Полученные с помощью этого метода результаты применимы лишь к материальным системам с большой массой, равнения термодинамики справедливы лишь при макроскопическом рассмотрении описываемых ими явлений, игнорирующем атомно-молекулярную структуру вещества. Поэтому ряд проблем физики и химии принципиально не мо- [c.11]

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]

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]

Подставляя в уравнение (И,3) первого начала термодинамики теплоту нз соотношения (11,108), получим объединенное уравнение первого и второго начала термодинамики [c.115]

Переходя к определению величины второго теплового коэффициента, воспользуемся выражением первого начала термодинамики [c.50]

Первое начало термодинамики ничего не говорит о возможных направлениях передачи энергии, тогда как второе начало предопределяет это направление. Внутренняя энергия системы слагается из кинетической и потенциальной энергий. Кинетическая энергия — это энергия беспорядочного движения атомов и молекул, потенциальная энергия — энергия их взаимного притяжения и отталкивания. Для идеального газа энергия при-тяжЕния и отталкивания пренебрежимо мала, и поэтому энергия идеального газа однозначно определяется так называемым уравнением состояния. [c.23]

На основе первого начала термодинамики невозможно установить, в каком направлении и до какого предела будет протекать тот или иной процесс, связанный с превращением энергии. Второе начало термодинамики определяет направление превращения энергии, т. е. указывает, какой процесс и в каком направлении может протекать при данных условиях температуры, давления и концентрации без сообщения энергии извне. [c.63]

Первое начало термодинамики и реально осуществимые процессы. Варианты формулировки второго начала термодинамики [c.87]

Отсюда следует, во-первых, что не существует никаких функций состояния или IV и, во-вторых, что в отдельности ни 8Q, ни б не обладают математическими свойствами дифференциала. Однако из формулы (1.4.26) следует, что алгебраическая сумма (б — бИ ), равная сШ, есть полный дифференциал функции состояния и. В этом заключается математическое содержание формулы (1.4.26), которая представляет собой математическую формулировку первого начала термодинамики для закрытых систем. [c.16]

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

Первое начало термодинамики применимо не только к конечным, но и к сколь угодно малым и большим системам второе же начало ограничено как снизу , так и сверху . Подобно тому как нельзя применять принцип возрастания энтропии к микросистемам, так же нельзя и распространять его на процессы космического масштаба. [c.98]

Первое начало термодинамики позволяет оценить энергетический баланс термодинамических процессов, однако оно не показывает их направление и возможность их протекания. Направление и возможность протекания этих процессов определяют с помощью второго начала термодинамики. [c.45]

Первое начало термодинамики исключает для изолированной системы все те процессы, в которых внутренняя энергия систем изменяется второе начало делает отбор более жестким—возможны лишь процессы, в которых энтропия изолированной системы (всей, в целом ), возрастает. Максимум энтропии и есть в этом случае условие равновесия. Каким путем система пришла к нему, термодинамика не исследует, хотя для хода химической эволюции путь имеет первостепенное значение. [c.297]

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]

Первая ясная формулировка первого начала термодинамики приписывается обычно Ю. Майеру, который вычислил механический эквивалент теплоты результаты этой работы были опубликованы в 1842 г. Примерно в это же время независимо от Ю. Майера к тем же выводам пришел Дж. Джоуль. Он опубликовал (1843) точные измерения механического эквивалента теплоты. Любопытно, что первое начало термодинамики было установлено намного позднее второго. [c.60]

Таким образом, всякий самопроизвольный процесс в изолированной системе характеризуется возрастанием энтропии. В отличие от первого начала термодинамики/ имеющего абсолютный характер, второе начало термодинамики — закон вероятностный. Поэтому увеличение энтропии является лишь наиболее вероятным путем развития процесса. [c.11]

Ограниченность первого начала термодинамики заключается в том, что оно не определяет направления обмена тепловой энергией между телами. Первое начало не запрещает переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому. Суть второго начала состоит в том, что оно определяет направление самопроизвольного протекания процессов, в том числе и химических реакций. [c.17]

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]

Первое и второе начала термодинамики и термодинамика необратимых процессов позволяют не только установить связь между различными видами энергии в ходе разрушения полимера, но приводят также к установлению ряда функциональных соотношений, которым подчиняются реальные процессы разрушения [561, с. 113]. Знание этих соотношений позволяет сократить объем экспериментальных работ, необходимых для установления конкретных законов разрушения материалов. [c.263]

Таким образом, в то время как первое начало термодинамики выражает количественную эквивалентность работы и теплоты, второе начало термодинамики выражает их качественную неэквивалентность, [c.83]

Второе начало термодинамики, так же как и первое, не может быть теоретически выведено из каких-нибудь других законов. Оно является постулатом, обосновываемым всем опытом, накопленным человечеством. Доказательством его служит тс, что опытные данные о свойствах различных термодинамических систел не находятся в противоречии с ним или с каким-либо из следствий, строго вытекающих из него, при правильном их применении. Так же, как и в случае первого начала, можно дать различные формулировки второго начала, так как существует несколько положений, логически связанных между собой, и если принять одно из них в качестве исходного, можно вывести из него остальные. [c.136]

Напомним, что на Земле имеется приблизительно 1 млрд. км воды. Если охладить эту воду только на 0,001 градуса, то этим можно отобрать у воды миллион миллиардов (10 ) кВт-ч энергии. Для сравнения укажем, что современное мировое потребление электроэнергии составляет по порядку величины 1000 миллиардов (10 ) кВт-ч. Таким образом, даже незначительное охлаждение мирового океана позволило бы получить столько энергии, что при современном уровне потребления ее хватило бы на 1000 лет. Более того, подобные машины, превращая эту термическую энергию в механическую, вовсе не потребляли бы энергии безвозвратно, так как из-за трения механическая энергия вновь превращалась бы в термическую. Практически это был бы перпетуум мобиле, неограниченно производящий работу, питаясь из неисчерпаемого энергетического резервуара. В отличие от перпетуум мобиле, невозможность создания которого вытекает из первого начала термодинамики, описанная выше машина называется перпетуум мобиле второго рода. [c.87]

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]

Уравнение (1,21) в термодинамике было получено довольно сложным путем. Поскольку (1,21) нельзя вывести на основе первого начала термодинамики и известных законов физики, то первоначальная задача заключалась в том, чтобы доказать существование функции состояния 5 на основе какого-либо предположения (оно и принималось за формулировку второго начала термодинамики), которое вместе с тем можно было бы считать обобщением результатов опыта. В середине прошлого века такие данные содержались в теории тепловых машин, и поэтому до сих пор в общей и химической термодинамике большое место занимает теория циклических процессов и анализ пере.-ходов теплоты в работу. Необходимое и достаточное условие существования функции состояния 5 можно записать в виде условия [c.22]

Рассмотренный пример показывает, что условие возможности проведения процесса, выражаемое уравнением первого начала термодинамики, необходимо, но недостаточно. Его следует дополнить еще и другим условием эксергия, получаемая в итоге процесса, не должна быть больше затраченной эксергии. В противном случае эксергия возрастала бы в изолированном процессе, что невозможно, так как это противоречило бы второму началу термодинамики. По второму началу термодинамики в изолированном процессе невозможно уменьшение энтропии уменьшение энтропии означает возрастание эксергии —Tqs. [c.50]

Содержание второго начала. Первое начало термодинамики 1едостаточно для полного описания термодинамических процессов. Эно позволяет точно найти их энергетические балансы, но не дает икаких указаний на их направление и возможность действитель-юй реализации процессов, хотя бы и ие противоречащих первому (ачалу. [c.287]

На вопрос о том, возможен или невозможен процесс при данных условиях, дает ответ второе начало термодинамики, которое, как и первое начало, оперирует лишь с начальным и конечным состояниями системы. Чтобы по заданным начальному и конечному состояниям системы определить направление перехода системы из одного состояния в другое при данных условиях, надо найти такие термодинамические свойства системы, которые при любом самопроизвольном процессе при данных условиях или увеличиваются, или уменьшаются, причем при равновесном состоянии эти свойства достигают соответственно максимального или минимального значений. Второе начало термодинамики показывает, что такими свойствами системы являются в общем случае энтропия (5) и в частных случаях изохорный (F) и изобараный (Z) потенциалы. Энтропия является критерием возможности направления и предела течения процессов в изолированных системах, а изохорный потенциал при V, Т — onst и изобарный потенциал при Р, Т = onst — в неизолированных системах. Прежде чем перейти к более подробному анализу этих свойств системы, необходимо рассмотреть содержание и смысл второго начала термодинамики. [c.82]

Для таких процессов есть изменение какой-то функции состояния, и поэтому 6(3 = ( (3. В рамках первого начала термодинамики вид и смысл ОТОЙ функции состояния не мог быть определен. Математическая формулировка второго начала термодинамики позволила строго утверждать, что для обратимых процессов отношение йЯ1Т (это отношение называют приведенной теплотой) равно дифференциалу функции состояния, называемой энтропией [c.47]

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]

В науке часто пользуются функциями, характеризующими состояния систем, и составляют таблицы, которые применяют для расчетов. В термодинамике такие таблицы строят для энтальпий и свободных энергий — функций, вытекающих соответственно из первого и второго начал термодинамики. Законы термодинамики являются г мпирическими. Они отражают вековой опыт человечества. Однако современная наука, особенно статистическая физика, раскрывает связь между опытными законами термодинамики и характеристиками атомов и молекул. [c.7]

ГЕССА ЗАКОН тепловой эффект хим. р-ции зависит только от начального и конечного состояний системы и не зависит от ее промежут. состояний. Г. з. является выражением закона сохранения энергии для систем, в к-рых происходят хим. р-ции, и следствием первого начала термодинамики, однако был сформулирован ранее первого начала. Справедлив для р-ций, протекающих при постоянном объеме или при постоянном давлении для первых тепловой эффект равен изменению внутр. энергии системы вследствие хим. р-ции, для вторых-изменению энтальпии. Для вычисления тепловых эффектов р-ций, в т. ч. практически неосуществимых, составляют систему термохйм. ур-ний, к-рые представляют собой ур-ния р-ций, записанные совместно с соответствующими тепловыми эффектами при данной т-ре. При этом важно указывать агрегатное состояние реагирующих в-в, т.к. от этого зависит величина теплового эффекта р-ции. [c.535]

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]

Первое начало термодинамики, выражая только закон сохранения энергии, не дает никаких, сведений о направлении процессов, протекающих в системе. Для макроскопических систем (представляющих собой совокупность большого количества более мелких подсистем, состояние которых можетчбыть различно) справедливо утверждение, что процессы во всей системе протекают только в том направлении, которому соответствует переход системы в целом из менее вероятного состояния в более вероятное. В этом заключается сущность второго начала термодинамики. [c.65]

В ЭТИХ сообщениях Томсоном и Клаузиусом было сформулировано первое начало термодинамики (принцин эквивалентности теплоты и работы). Далее Клаузиус на основе анализа цикла Карно показал, что вывод Карно представляет собой выражение некоторого общего закона Тепло не может переходить само собой от более холодного тела к более теплому без соответствующей компенсации. Это — одна из формулировок второго начала термодинамики. У. Томсон также дал формулировку второго начала. Он распространил действие этого закона на всю Вселенную и пришел к известному выводу о неизбежности тепловой смерти Вселенной, что вызвало справедливые возражения ученых. [c.411]

Реальные газы отступают от закона Джауля. Этот закон Н может быть обоснован с помощью первого начала термодинамики е(го можно получить из второго начала, примененного к телам, подчиняющимся уравнению состояния идеального газа ( 258). [c.246]