Термодинамика второй закон, формулировка

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]

Формулировки второго закона термодинамики [c.213]

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]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики. В качестве аксиомы может быть принята невозможность самопроизвольного перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому. В наиболее принятой системе изложения термодинамики второй закон формулируется как утверждение невозможности создания вечного двигателя второго рода, т. е. машины, которая периодически превращает тепло среды при постоянной температуре в работу. В этом определении важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как вполне возможно однократное превращение тепла в работу при постоянной температуре, как это может быть, например, при изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить на это полученную работу. [c.29]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики. В качестве аксиомы может быть принята невозможность самопроизвольного перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому. В наиболее принятой системе изложения термодинамики второй закон формулируется как утверждение невозможности создания вечного двигателя второго рода, т. е. машины, которая периодически при постоянной температуре превраш ает тепло среды в работу. [c.38]

Проанализируем протекание процесса структурообразования в течение четверти периода с позиции термодинамики. Второй закон термодинамики позволяет установить возможность осуществления и направление протекания самопроизвольного процесса. В формулировке второго закона отсутствует категория времени. Поэтому описание кинетических закономерностей протекания самопроизвольных неравновесных процессов, особенно в системах, значительно удаленных от состояния термодинамического равновесия, как правило, не проводят с позиций термодинамики. [c.246]

Формулировки второго закона термодинамики. Второй закон (начало, принцип) термодинамики, так же как и первый, был установлен как постулат, обоснованный всем 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 нз следствий, строго вытекающих из него. Второй закон был изложен в работах Клаузиуса (1850) и В. Томсона (Кельвин) (1851). Можно дать разные формулировки второго закона, по существу равноценные. Строгий вывод следствий из второго начала термодинамики связан со значительными затруднениями. Вслед за методом Карно — Клаузиуса — Томсона были разработаны два более строгих метода первый — киевским профессором Н. И. Шиллером в 1896 г. (этот метод в 1909 г. был развит Каратеодори) и второй К. А, Путиловым в 1937 г. [c.281]

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]

Его также называют третьим законом термодинамики в формулировке Планка. Однако целесообразность так называть положение (П1, 29) часто оспаривают, так как оно по своему значению уступает первым двум законам термодинамики. Это положение тесно связано с квантово-статистическим обоснованием второго закона термодинамики и вероятностной трактовкой энтропии (см. стр. 107). [c.96]

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]

То же самое происходит во всех реально протекающих процессах. Переход от согласованного движения (вращающаяся шина) к несогласованному (разогретая, но остановившаяся шина) осуществляется очень легко, однако обратный переход дается более дорогой ценой. Как мы узнаем из гл. 16, в любом реально протекающем процессе обязательно возрастает степень неупорядоченности рассматриваемого объекта и всего взаимодействующего с ним окружения. Другими словами, в нашем мире постоянно происходит усиление беспорядка. Это утверждение представляет собой простейшую формулировку второго закона термодинамики. Величина, служащая мерой этого беспорядка, называется энтропией X и будет в дальнейшем изучаться применительно к химическим явлениям. [c.139]

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]

Работа в основном представляла собой объединение принципа энергии и принципа Карно и содержала предпосылки для формулировки второго закона термодинамики. По мнению Гиббса — крупнейшего термодинамика последующего времени,— эта статья знаменует собой эпоху в истории физики и является началом термодинамики как науки. [c.12]

Б своей первоначальной формулировке второй закон термодинамики утверждает, что имеются некоторые мыслимые процессы, не противоречащие первому закону термодинамики, которые не могут происходить в природе. Так, например, невозможно, чтобы теплота самопроизвольно переходила от менее [c.233]

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

Из существенных следствий второго закона термодинамики отсутствует пока свойство возрастания энтропии, сформулированное в условии (4.36), которое является фундаментальным для формулировки условий равновесия. Этот вопрос будет рассмотрен в 13. [c.51]

Таким образом непосредственно получаем обилую формулировку второго закона термодинамики. [c.69]

Формально эти ограничения основаны на том, что уравнения (17.1) и (17.2) содержат только вариации первого порядка, т. е. разложения Тейлора (17.5) и (17.8) прерываются на линейном члене. Чтобы использовать все следствия второго закона термодинамики для формулировки условий равновесия, необходимо рассмотреть также вариации более высокого порядка. Фактически практическое значение для термодинамики, как будет видно из дальнейшего (гл. VI), имеют только вариации второго порядка. Пока это не будем учитывать и напишем для возможного смещения, определяемого с учетом вариаций более высокого порядка, символ А. По аналогии с механикой различают следуюп ие случаи. [c.83]

В предыдущих рассуждениях был использован второй закон термодинамики (за некоторыми исключениями, например, в 37) только в виде высказывания, что термодинамические потенциалы в состоянии равновесия принимают стационарное значение. Дальнейшее высказывание, что это стационарное значение является минимумом, составляет, как уже было кратко отмечено в 18 и 23, содержание условий стабильности. Задача данной главы полностью аналогична той, которая обсуждалась в гл. IV и V для условий равновесия. Теперь речь идет о том, чтобы из общей формулировки условий стабильности в 18 и 23 при помощи фундаментального уравнения вывести в явном виде следствия. Этим ограничивается задача. Формально нужно теперь исследовать вариации термодинамических потенциалов более высокого порядка. В рамках термодинамики для четкой трактовки рассматривают, как и в случае условий равновесия, только такие возможные возмущения, которые можно выразить через величины состояния. Это ограничение допускает для гомогенной системы при условиях равновесия лишь обсуждение равновесий, которые можно представить через внутренние параметры. Для условий стабильности гомогенной системы даже при исключении внутреннего равновесия постановка вопроса оказывается не тривиальной. Фактически, как будет видно, остальные проблемы стабильности, если отвлечься от химического равновесия, можно свести к проблеме стабильности гомогенной фазы. Вопрос стабильности химического равновесия является сравнительно простым, и позднее можно будет удовлетвориться некого- [c.198]

Далее следует принять во внимание, что критерий стабильности Гиббса представляет собой очень общую и поэтому очень абстрактную формулировку (она охватывает также метастабильные равновесия, так как при этом в явном виде не используется ограничение пункта а.). Его значение заключается в том, что он, с одной стороны, за счет простых рассуждений получается из второго закона термодинамики, с другой — делает возможным вывод всех остальных общих и частных условий стабильности чисто математическим путем. [c.202]

Обе приведенные формулировки второго закона термодинамики не связаны с какими-либо конкретными представлениями о строении материи. Однако, как впервые показал Л. Больцман (1896 г.), содержание второго закона обусловлено особенностями строения, а именно молекулярной природой, вещества. В связи с этим сущность второго закона наиболее полно выражает формулировка [c.70]

Выше в качестве исходной формулировки второго закона термодинамики мы приняли — утверждение о том, что самопроизвольно может протекать только процесс перехода системы в состояние с большей термодинамической вероятностью. Поэтому такие процессы должны сопровождаться увеличением энтро- [c.88]

В этом заключается еще одна разновидность проявления и формулировки второго закона термодинамики. [c.94]

Обе приведенные формулировки второго начала термодинамики fie связаны с какими-либо конкретными представлениями о строении материи. Однако, как впервые показал Л. Больцман (1896), содержание второго закона обусловлено особенностями строения, а именно молекулярной природой вещества. Иными словами, второе начало (в отличие от первого) относится исключительно к системам из большого числа частиц, т. е. таким, поведение которых может быть охарактеризовано статистическими величинами, например температурой и давлением. В связи с этим с точки зрения молекулярно-кинетических представлений второе начало термодинамики можно сформулировать следующим образом все процессы, происходящие в природе, стремятся перейти самопроизвольно от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному. Для молекул наиболее вероятным является беспорядочное, хаотичное движение, т. е. тепловое движение. Работа характеризуется более или менее упорядоченным движением частиц, каковое является менее вероятным. Отсюда самопроизвольный переход работы в теплоту можно рассматривать как переход молекулярной системы от упорядоченного движения частиц к более вероятному — хаотическому. [c.65]

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]

Второй закон термодинамики вводит новую функцию состояния— энтропию. Это экстенсивная величина она обозначается буквой 5 для 1-го моля вещества, и 5 — для любого количества вещества (разд. 18.2). Второй закон термодинамики дает количественное выражение изменения энтропии А5. В замкнутых системах (разд. 19.1) энтропия может меняться двояким образом. Энтропия системы уменьшается, если поток энтропии направлен из системы, и, наоборот, увеличивается при поступлении энтропии в систему извне. Такой тип изменения энтропии назыв1ают потоком энтропии. Не касаясь математической формулировки энтропии, полученной из постулатов второго закона термодинамики, можно сделать вывод о том, что поток энтропии пропорционален потоку теплоты dQ, а именно dQ/T. Другой тип изменения энтропии наблюдается, если в системе происходят необратимые процессы. В этом случае энтропия может только увеличиваться (возникновение энтропии). Запишем возникновение энтропии в виде dI T , dI всегда положительно. Тогда можно записать второй закон термодинамики в следующем виде [c.234]

Классическая термодинамика, развитая во,второй половине XIX в., строилась именно на приведенных выше формулировках второго закона. Основной недостаток этих формулировок заключается в том, что они представляются несколько расплывчатыми, как бы неосязаемыми, не вскрывают физический смысл второго начала и пределы его приложимости. Остается неясным, каким образом можно придать второму началу математический характер, как им на деле воспользоваться для анализа явлений, для нахождения новых закономерностей и связи между различными физическими величинами. [c.90]

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]

Можно доказать, что данные формулировки второго закона термодинамики являются эквивалентными. Достаточно будет одну из них выбрать Рис. 90. Схема пе-в качестве постулата, тогда из него в качестве [c.219]

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]

Для отдельных частных и конкретных случаев формулировка второго закона термодинамики принимает несколько иной вид. Так, например, в применении к тепловым двигателям этот закон гласит невозможна никакая периодически действующая машина, которая бы беспредельно совершала работу за счет отнятия теплоты от одно1 о и того же источника тепла без пополнения его тепловой энергией. [c.158]

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]

Следует отметить, что, как показывает содержание предыдущего параграфа, критерий направления процессов и постулат о существовании и возрастании энтропии в основных важнейших чертах вытекают из молекулярно-статистических соображений. Поэтому (а также на основании изложенного выше) не следует считать проблему аксиоматики второго закона термодинамики (т. е. проблему формулировки его в совершенно общей форме в пределах члсто термодинамического метода и оторванно от методов и нoJЮжeний статистической физики) существенной научной проблемой. Учитывая это, лишь кратко остановимся на одном виде аксиоматики второго закона термодинамики, предложенной в близких формах Шиллером (Киев, 1895) и Каратеодори (1911). Их аксиоматика не связана с тепловыми машинами и коэффициентом полезного действия последних. [c.109]

Принцип недостижимости абсолютного нуля был выведен Нернс-том из второго закона термодинамики при использовании кругового процесса. Этот вывод был раскритикован Эйнштейном. Разногласия по этим вопросам (которые здесь нельзя проследить) продолжаются до сих пор. Наиболее правильно, хотя и очень абстрактно, суть проблемы сформулирована в аксиоматике Ланд-сберга [Rev. Mod. Phys, 28, 363 (1956)]. По этой аксиоматике при обсуждении принципа недостижимости абсолютного нуля речь идет о положении краевой точки открытого множества точек, что в общем виде должно быть математически особо сформулировано. Справедливость вывода Нернста зависит от этой формулировки, которая, во всяком случае, представляет собой дополнительный постулат. [c.188]

Выражения (11.31) и (II.31а) показывают, что Qp и различаются на работу расширения, равную AnRT. Действительно, если процесс идет при V = onst, то вся теплота, направленная в систему, расходуется на приращение ее химической энергии (допускается, что в рассматриваемой системе единственно возможная работа—это работа расширения). Если тот же процесс проводится при Р — onst, то к приращению химической энергии добавляется еще и работа расширения системы, в результате чего расход теплоты увеличивается (см. Формулировку первого закона термодинамики, второй вариант). [c.70]

Ломоносов создал стройную кинетическую теорию материи и объяснил теплоту как проявление движения молекул. Он первым указал на невозможность перехода теплоты от холодного тела к горячему и тем самым вплотную подошел к формулировке второго закона термодинамики. Ломоносов впервые ввел в науку представление о молекулах и установил четкое различие между молекулами и атомами. Он объяснил природу газового состояния, высказал мысль о существовании абсолютного нуля температуры, дал правильное толкование процесса растворения как проявления взаимодействия молекул растворенного вещества с мо-лекулани растворителя, выполнил целый ряд обстоятельных работ по изучению растворов. [c.8]

Второе начало термодинамики является всеобщим законом природы, значение которого столь же велико, как и значение закона сохранения энергии. В своих главных выводах второй закон никогда не расходился с опытом. Однако если этот закон подвергнуть строгой критике, то придется признать, что он в своей обычной формулировке не может быть универсально справедли-126- [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология