Клаузиуса тепловые

В работах Больцмана, Смолуховского и других ученых показан статистический характер второго закона термодинамики и количественно изучены наблюдаемые отклонения от этого закона. Этими работами окончательно показана несостоятельность антинаучной идеи тепловой смерти вселенной, высказанной Клаузиусом. [c.106]

Выводы Клаузиуса о тепловой смерти вселенной незакономерны, так как термодинамические свойства конечной изолированной системы распространялись им иа вселенную, безграничную в пространстве и времени. Работы Больцмана и других ученых, установивших ограниченный статистический характер второго закона термодинамики, показали возможность и необходимость наличия во вселенной любых по величине отклонений от требований второго закона для равновесных систем. Само представление о движении вселенной (как целого) к равновесию незакономерно. [c.106]

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]

Термодинамика как наука была оформлена в работе французского ученого С. Карно (1796—1832) Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу , в которой были изложены основы теории работы тепловых машин. В это же время создается метод циклов, который начинает применяться не только для изучения работы тепловых машин, но и для исследования термодинамических процессов типа фазовых переходов. Этот метод был использован Р. Клаузиусом для изучения термодинамики процесса испарения жидкостей. После введения некоторых упрощений было получено уравнение для расчета процессов фазового превращения веществ в разных агре- [c.13]

На основе исследований Р. Майера (1842), Д. Джоуля (1843) и Г. Гельмгольца (1847 г.) была установлена эквивалентность теплоты и различных видов работ, что позволило сформулировать 1-й закон термодинамики. Этому же способствовал закон Г. И. Гесса о тепловых эффектах химических процессов (1738 г.). В 1850 г. Р. Клаузиус обосновал существование внутренней энергии и независимо от В. Томсона (1848 г.) сформулировал 2-ой закон термодинамики. В. Томсон (лорд Кельвин) вводит понятие абсолютной температуры, а Клаузиус на основе [c.14]

Постулат В. Томсона определяет, что циклически действующая тепловая машина будет являться источником работы, если рабочее тело участвует в круговом процессе между нагревателем и холодильником, которые находятся при разных температурах. Рабочее тело тепловой машины принимает от нагревателя теплоту в количестве при температуре T и передает холодильнику теплоту в количестве Са при температуре Т2 (Т2<.Т ). Разность теплот С]— 2 определяет количество теплоты, пошедшее на производство работы, Численные значения КПД могут быть определены по формулам, приведенным выше. Объединяя формулы (4.4) и (4.5), можно для обратимого процесса из них получить соотношение, определяющее принцип существования энтропии. Однако вначале для выявления новой функции рассмотрим две теоремы Карно С. и Клаузиуса Р. [c.88]

Первая теорема. Карно и Клаузиус доказали теорему о том, что КПД тепловой машины, работаюшей по обратимому циклу, не зависит от природы рабочего тела и его состояния, а зависит только от температур нагревателя и холодильника. Эта теорема доказывается путем логического обсуждения работы двух сопряженно работающих тепловых машин. Пусть первая из машин работает в прямом (1), а вторая (2) в обратном направлении. [c.88]

Поделив неравенство (4.31) на Т, получим неравенство Клаузиуса, которое определяет, что термодинамически необратимые процессы в изолированной системе проходят только с возрастанием энтропии. Неравенство (4.31) может быть доказано с помощью логических рассуждений при рассмотрении работы тепловой машины. [c.94]

При рассмотрении работы тепловой машины по необратимым процессам холодильник получит несколько больше приведенной теплоты, чем в обратимом процессе. Это снижает КПД тепловой машины. С учетом теоремы Клаузиуса обобщенное выражение 1-го и 2-го законов термодинамики запишется в таком виде [c.96]

Принимая Вселенную за замкнутую систему, Клаузиус пришел к ошибочному заключению Энергия Мира постоянна. Энтропия Мира стремится к максимуму (1865 г.). Это послужило основой теории тепловой смерти Вселенной, выдвинутой в 1852 г. английским физиком Томсоном (лордом Кельвином). Ошибочность геории тепловой смерти Вселенной впервые доказал в 1872 г. Больцман. Впоследствии и другие ученые предложили доказательства ошибочности этой теории, но каждое из них имело слабые стороны. [c.97]

Равновесный переход вещества из одной фазы в другую описывается термодинамическим уравнением Клаузиуса — Клапейрона. Оно является дифференциальным уравнением кривой фазового перехода. Согласно этому уравнению, тепловой эффект фазового перехода Q при равновесно протекающем процессе определяется из выражения [c.47]

Это означает, что энергия в природе постоянно деградирует. Различные виды энергии могут переходить в тепловую энергию полностью, в то время как тепловая энергия в другие виды энергии переходит лишь частично, 8 результате энергия обесценивается, так как постепенно она вся превращается в теплоту, которая представляет собой хаотическое движение молекул. По истечении некоторого промежутка времени во Вселенной, по Клаузиусу, будет существовать только один вид энергии — энергия беспорядочного движения частиц, равномерно распределившихся между телами Вселенной и обладающими одинаковой температурой. Возможность самопроизвольного возникновения каких-либо процессов исчезнет, так как энергия при этом потеряет способность к превращениям. Наступит состояние так называемой тепловой смерти Вселенной, т. е, состояние вечного равновесия. [c.74]

Клаузиус первый правильно объяснил действие тепловой машины, объединив принцип эквивалентности с идеей Карно о двух источниках теплоты с различными температурами. Он писал По предположению Карно, производство работы имеет своим экви-лентом только переход от более горячего тела к более холодному без уменьшения количества теплоты. Последняя часть этого предположения (количество теплоты не уменьшается) противоречит первому началу термодинамики и должна быть, если мы хотим соблюдать это начало, отброшена. Мы больше не нуждаемся в другом эквиваленте произведенной работы, после того как мы в качестве такового приняли действительное исчезновение теплоты. Остается, однако, возможным, что переход теплоты происходит одновременно с исчезновением теплоты. .. [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]

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]

Исторически он был получен сначала в результате анализа работы тепловых машин при рассмотрении циклических процессов, в которых осуществляется превращение теплоты в работу (метод Карно—Клаузиуса). Позднее (в начале XX в.) Каратеодори предложил иной способ доказательства существования энтропии для процессов, в которых одновременно могут совершаться работы разных видов. [c.56]

Понятие теплоты, через которую была определена энтропия, связано с идеей хаотического теплового движения молекул. Поэтому представляется возможным дать молекулярную интерпретацию энтропии. Однако в свое время (вторая половина XIX в.), когда после работ Р. Клаузиуса замечательный австрийский физик Л. Больцман предпринял исследования в этом направлении, его идеи встретили не просто недоверие, а самое резкое противодействие со стороны большинства его современников. [c.42]

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]

Эту функцию ввел Р. Клаузиус (1865), назвал энтропией и обозначил буквой 5. Математическое выражение энтропии было получено им из цикла Карно, на котором основана работа тепловой машины. Графическое изображение циклических процессов представлено на рис. 2.1. Рабочее тело (1 моль идеального газа) получает от нагревателя с температурой Т некоторое количество теплоты Q и, расширяясь изотермически (кривая АВ), совершает работу Далее газ расширяется адиабатно, без подвода теплоты (кривая ВС) и его температура падает до Т-2. Совершаемая работа в этом процессе W2 [c.36]

Иными словами, суммарный итог действия цикла состоит в извлечении из теплового резервуара с температурой теплоты Оса и превращение ее в эквивалентное количество работы, а это невозможно согласно формулировке Кельвина — Карно. Поэтому невозможен и предположенный адиабатический переход ВС, т. е. состояние С недостижимо из В с помощью какого-либо адиабатического процесса. Аналогичным образом можно доказать и эквивалентность принципа Каратеодори формулировке Клаузиуса. [c.71]

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]

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]

Согласно теореме Карно замена идеального газа любым другим веществом не приведет к изменению к. п. д. цикла Карно, замена же цикла Карно любым другим циклом приводит к меньшему к. п. д. (теорема Клаузиуса—Карно). Таким образом, даже в случае идеальной тепловой машины превращение теплоты в работу не может быть полным. [c.92]

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]

Из того факта, что энтропия изолированной системы при протекании в ней необратимых процессов возрастает, Клаузиусом в середине XIX в. был сделан неправильный, идеалистический вывод. Если, следуя Клаузиусу, нашу вселенную в целом рассматривать как изолированную систему, не вступающую во взаимодействие с какой-либо другой средой, то возрастание энтропии должно, в конце концов, привести к полному выравниванию температуры во всех частях вселенной, что означало бы наступление теплового равновесия, прекращение всякого переноса энергии, а следовательно, всяких макроскопических движений. Это равносильно [c.101]

В середине прошлого века Р. Клаузиус предельно кратко сформулировал содержание всей термодинамики в следующих словах Энергия мира постоянна энтропия мира стремится к максимуму . Однако из принципа возрастания энтропии Клаузиус сделал неправильный вывод о том, что мир стремится к тепловой смерти , к полному выравниванию температуры — состоянию, при котором прекратятся все процессы. Ф. Энгельс и [c.35]

В. И. Ленин отмечали философскую несостоятельность этого положения и указывали, что вселенную нельзя рассматривать как изолированную систему. Вселенная существует неограниченно долго, и если бы она действительно стремилась к тепловой смерти , у нее было для этого достаточно времени. Представления Клаузиуса о конце мира предполагают его начало, т. е. создание его богом. [c.35]

Впоследствии Клаузиус показал, что выражение (1.33 ) эквивалентно условию (1.33), чем и вызван наш интерес к коэффициенту полезного действия тепловой машины. [c.42]

Для доказательства теоремы Клаузиус использовал свойства тепловой и холодильной машин. Обратимся снова к рис. 5. При переходе 1-2-3-4-1 тепловая машина поглощает теплоту (З1 при более высокой температуре Т и отдает меньшее количество теплоты Q2 при более низкой температуре Т2. В результате циклического процесса машина производит работу Л = С 1—Р2. В холодильной маши-шине работа А затрачивается на перенос теплоты от менее нагретого к более нагретому телу. Для этого достаточно провести цикл в противоположном направлении (против часовой стрелки, т. е. по пути 1-4-3-2-1). При этом с затратой работы А от источника с температурой Т2 будет взята теплота С 2> а телу с температурой Г] передана теплота р . Такой цикл называют холодильным. [c.44]

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]

Таким образом, коэффициет полезного дейст ВИЯ тепловой машины, работающей обратимо по циклу Карно, не зависит от природы [забочего тела машины, а лишь от температур нагревателя и холодильника (теорема Карно—Клаузиуса). [c.83]

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]

В течение примерно столетия, прошедшего со времени формулиоов и Клаузиусом указанного вывода, несостоятельность его с разных точек зрения была показана различными учеными (М. Смолуховским, Ван-дер-Ваальсом и др.). С наиболее общей философской точки зрения концепция тепловой смерти была опровергнута Энгельсом в его Диалектике природы . [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]

Это рассулсдение, справедливое для изолированной системы, Р. Клаузиус обобщил и применил ко всей Вселенной в целом. По Клаузиусу, энтропия Вселенной стремится к максимуму, при котором значения всех интенсивных параметров выравняются и все процессы во Вселенной прекратятся. Такое состояние Р. Клаузиус назвал тепловой смертью Вселенной. [c.46]

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]

Влияние температуры состоит, по Дебаю, в нарушении благодаря тепловому движению этой ориентации. При повышении температуры, т. е. при более интенсивном тепловом движении молекул, общая мольная поляризация должна yмeньшaть . Для веществ, имеющих постоянный дипольный момент, формула Клаузиуса — Мосотти заменяется формулой Дебая [c.258]

С принципом возрастания энтропии в замкнутых системах связаны представления о тепловой смерти мира, впервые выдвинутые Клаузиусом, сформулировавшим,основные положения термодинамики в виде двух утверждений . энергия мира постоянна, энтропия мира стремится к максимуму. Отсюда делался вывод о достижении в результате односторонних процессов, протекающих в природе, конечного состояния равновесия, в котором энтропия мира максимальна и невозмо,жны какие-либо дальнейшие изменения. На ошибочность таких представлений указывали классики марксизма. Вселенная существует бесконечно, и, следовательно, она имела достаточно времени, чтобы достичь состояния любой смерти. Представления о конце приводят к представлению о начале. Таким образом, теория смерти вселенной ведет к предположению о боге — создателе вселенной. [c.35]

НИИ газа, смешения газообразных веществ, плавлении, испарении, измельчении и др. Энтропия возрастает с повышением температуры. Таким образом, изолированная система стремится к достижению максимума энтропии, в котором необходимые изменения прекращаются и возможны лишь обратимые процессы. Все эти выводы, справедливые для конечной изолированной системы, нельзя переносить на открытые системы, тем более на Вселенную. Клаузиус, распространивший закон возрастания энтропии на открытые системы, пришел к выводу о неизбежности тепловой смерти Вселенной, Эти его выводы были подвергнуты кри гикеФ. Энгельсом в Диалектике природы . Развитие Вселенной никогда не прекратится в ней в действительности происходят сложные диалектические процессы вечного неугасающего саморазвития материи. Не имеет предела и энтропия нашей Вселенной. Движение материи бесконечно разнообразно в своих проявлениях. [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология