Необратимые процессы связь со вторым законом

Дайте объяснение описанного в разд. 3-6 примера с тормозящим автомобилем на основании первого и второго законов термодинамики. Какую роль в этом объяснении играет первый закон термодинамики Какое значение имеет для этого примера обратимость или необратимость процесса и как она связана со вторым законом термодинамики [c.84]

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]

ИЗОЛИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ — системы, лишенные возможности обмена веществом и энергией с окружающей средой и находящиеся при постоянном объеме. Последнее условие вызывается тем, что изменение объема всегда связано с затратой работы. Наиболее характерным свойством таких систем является то, что их внутренняя энергия, в соответствии с законом сохранения энергии, не может изменяться ни при каких процессах, происходящих в системе. В И. с., согласно второму закону термодинамики, необратимые процессы всегда сопровождаются возрастанием энтропии системы dS>0, а пределом самопроизвольного их протекания (т. е. протекания без затраты работы извне) и, следовательно, условием равновесия является достижение максимального значения энтропии системы (т. е. условие б" = О и 2,5 < 0). [c.75]

Рассмотрим теперь после изложения общих представлений о границах применимости второго закона термодинамики связь между энтропией системы и вероятностью состояния этой системы. Термодинамическая вероятность состояния W и энтропия изолированной системы 5 являются различными мерами стремления системы к равновесию. Обе величины возрастают при необратимых процессах, приближающих систему к равновесию, и достигают максимума при равновесном состоянии системы. Между величинами W и S имеется количественная связь. Общий вид этой связи нетрудно установить, если учесть аддитивность энтропии, которая является суммой энтропий отдельных частей равновесной системы, и мультипликативность вероятности сложного события, которая является произведением вероятностей отдельных независимых событий. Если равновесная система с вероятностью W и энтропией S состоит из двух частей с вероятностями и и энтропиями 5i и St, то [c.101]

Некоторые самопроизвольные или необратимые процессы уже была рассмотрены в гл. 1. Первый закон имеет дело с количествами различных видов энергии, участвующих в этих процессах, но не связав с направлением изменения. В первом законе нет ничего, позволяющего отрицать возможность движения воды снизу вверх или переход тепла от тела с низкой температурой к более нагретому телу, или отрицать, что смешанные газы могут самопроизвольно разделяться. Второй закон имеет дело именно с этими вопросами, и он просто является формулировкой выводов из опытных наблюдений в отношении самопроизвольных процессов или тенденции к изменению. [c.92]

Нежелательность потерь работы, которыми сопровождаются все реальные, неравновесные процессы и которые отражаются вторым законом термодинамики, заставляет искать возможность оценки эффективности работы установок с точки зрения не только первого, но и второго закона термодинамики. Потери работы определяются возрастанием энтропии из-за необратимости в соответствии с выражением (65). Следовательно, оценка потерь работы связана с рассмотрением баланса энтропии. [c.97]

Второй закон термодинамики можно назвать законом возрастания энтропии при самопроизвольных необратимых процессах в изолированных системах. В связи с этим очень важно выяснить физические причины необратимости реальных процессов и возрастания энтропии. [c.113]

Ранее мы рассмотрели ряд закономерностей термодинамики и сделали положительное заключение ( 26) о применимости первого закона термодинамики для анализа биологических процессов. Выясним границы применения в биологии второго закона термодинамики, следствий из него и энтропии. Статистический характер и неприменимость второго закона термодинамики к отдельным молекулам и системам из небольшого числа молекул ограничивает область его приложения системами макроскопическими. Самопроизвольные процессы в таких системах представляют собой переход системы из менее вероятного в более вероятное состояние, а необратимость физических процессов объясняется лишь относительно малой вероятностью их обращения, обусловленной молекулярным строением материи. С учетом изложенного естественно возникает вопрос, в какой мере приложима к биологическим процессам обычная трактовка второго закона термодинамики, вопрос о связи энтропии и вероятности состояния в смысле степени его упорядоченности и об определяющей роли энтропии в направлении химических процессов обмена. [c.66]

Это означает, что поток данного свойства опреде.лястся не только градиентом самого этого свойства, но градиентами других, чужих свойств. Учитывая наблюдаемое на опыте влияние разных потоков друг на друга, Онзагер в качестве второго постулата ввел соотношение взаимности Lik = Lhi. Если сила Xk, определяемая градиентом к, действует на поток свойства i, то точно так же градиент свойства I действует ка поток свойства к. Термодинамические силы X целесообразно связать с какой-либо термодинамической функцией, определяющей направление процессов. Внутри систем энтропия возникает — генерируется благодаря протеканию необратимых процессов. Скорость ее возрастания в единице объема S характеризует необратимость процесса. Рассмотрим падение шариков в вязкой жидкости. При достижении стационарного состояния скорость их падения v постоянна. Еслн число шариков в единице объема равно С, то их поток, т. е. общее их число, пересекающее единицу горизонтальной поверхности за единицу времени, составляет I= v, а сила тяжести совершает при этом работу vX или IX. Вследствие трения эта работа превращается в тепло. Скорость выделения тепла q = dqldt согласно уравнениям, вытекающим пз второго закона термодинамики, определяется уравнением q = TS, где S = rfS/d< — скорость роста энтропии. Отсюда следует, что Г5 = = Х. Это уравнение распространяют и на другие силы. С учетом того, что общее увеличение энтропии равно сумме приростов энтро-ппи, обусловлеи1П>1х отдельными силами, получим [c.293]

Свойство 5, как известно, называется энтропией. Смысл соотношений (5.1) и (5.2), введенных Клаузиусом и являющихся математическим выражением второго закона термодинамики, заключается в том, что приращение энтропии может быть или равно приведенной теплоте (для равновесно-обратимых процессов), или больше ее (для процессов неравновесных). Таким образом, энтропия связана, с одной стороны, с теплообменом, а с другой — с необратимостью. В этом заключена известная двойственность энтропии, безусловно, затрудняющая на первых порах понимание физического смысла этой важнейшей термодинамической функции. Однако, как выясняется, именно эта дуалистичность помогает в дальнейшем пониманию энтропии, но уже не с классических позиций Клаузиуса, а с точки зрения развитой позже молекулярной статистики. [c.91]

Последовательность импульсов накладывается на напряжение, медленно возрастающее по линейному закону, которое подается импульсным полярографом. Таким способом контролируется средний потенциал электрода, и начальный потенциал для каждой последовательности импульсов возрастает от капли к капле. В дополнение к этому импульсный полярограф служит программирующим устройством, которое определяет всю последовательность событий на каждой капле, а также используется для записи полярограмм. Для осуществления столь коротких времен заряжения необходимо, чтобы протекали значительные по величине нефа-радеевские токи. Однако эти токи не оказывают влияния на регистрируемый ток, если применяется метод фарадеевского выпрямления. При использовании периодической поляризации проявляются выпрямляющие свойства электродных процессов, обусловленные их нелинейностью. Если контролируется средний потенциал электрода, то вследствие выпрямления возникает малый компонент постоянного тока. Этот ток выпрямления г л пропорционален той доле вещества, восстанавливающегося в течение каждого промежутка t , которая затем не окисляется во время следующего интервала /2 — Ь. Поскольку при полностью необратимом процессе вообще не происходит обратного окисления, ток пропорционален полному количеству вещества, восстановленного за время tl. Большая чувствительность метода фарадеевского выпрямления в случае необратимых электродных реакций связана именно с этим обстоятельством. Поскольку обратное окисление невозможно, то во время прохождения последовательности импульсов происходит постепенное уменьшение концентрации деполяризатора, которое необходимо учитывать при обработке результатов. Между ячейкой и полярографом ставится фильтр нижних частот (рис. 5), который отделяет ток выпрямления от всех посторонних сигналов, а поэтому на полярографе регистрируется только среднее значение тока 1рп за вторую половину последовательности импульсов (т. е. за вторые 20 мсек). Это делается для того, чтобы получить сигнал, не искаженный переходным емкостным током, который быстро затухает. Наличие этого тока связано с нелинейностью емкости двойного слоя . Регистрация среднего значения тока 1 . имеет еще одно преимущество, которое заключается в том, что здесь используется стандартная аппаратура и берутся средние из большого числа измерений. Это значительно снижает величину малых случайных ошибок, которые влияют на точность методов, основанных на единичном измерении (рис. 6). [c.104]

Изменение энтропии в открытых системах. Применение второго закона к биологическим системам в его классической формулировке приводит, как кажется на первый взгляд, к парадоксальному выводу, что процессы жизнедеятельности идут с нарушением принципов термодинамики. В самом деле, усложнение и увеличение упорядоченности организмов в период их роста происходит самопроизвольно. Оно сопровождается уменьшением, а не увеличением энтропии, как следовало бы из второго закона. Ясно, что увеличение энтропии в необратимых самопроизвольных процессах должно происходить в изолированных системах, а биологические системы являются открытыми. Проблема поэтому заключается в том, чтобы понять, как связано изменение энтропии с параметрами процессов в открытой системе, и выяснить, можно ли предсказать общее направление необратимых процессов в открытой системе по изменению ее энтропии. Главная трудность в решении этой проблемы состоит в том, что мы должны учитывать изменение всех термодинамических величин во времени непосредственно в ходе процессов в открытой системе. Постулируется, что общее изменение энтропии открытой системы может происходить независимо либо за счет процессов обмена с внешней средой с1е5, либо вследствие внутренних необратимых процессов [c.70]

Второй закон термодинамики гласит, что в изолированной системе не может увеличиваться свободная энергия. Иначе говоря, в системе, где АЯ = О 1см. уравнение (1.2)], АО == — TAS энергетические превращения в дан- ной системе сопровождаются переходами разных видов энергии друг в друга без их перехода в тепло, АО = О, все эти процессы обратимы. Как только часть энергии превратится в тепловую, процесс становится необратимым в той степени, в которой произошел этот переход. Понятие обратимости процесса тесно связано с понятием динамического равновесия. Равновесие — это такое состояние системы, при котором каждая частица может переходить из некоторого состояния 1 в некоторое состояние 2 и обратно, но в целом доля состояний 1 и состояний 2 в системе не изменяется. В физико-химических (а сггедовательно, биологических) системах равновесны процессы, при которых А(Г = АО/т = О, т. е. [c.14]

Смотреть страницы где упоминается термин Необратимые процессы связь со вторым законом: [c.236] [c.114] [c.162] [c.149]

Химическая термодинамика (1950) -- [ c.72 , c.92 ]

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Закон второй

Процесс необратимый

Справочник химика 21

Химия и химическая технология