ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

1-ый закон термодинамики не устанавливает направления термических процессов. Но, как указывает опыт, многие термические процессы могут протекать исключительно в одном направлении. Такие процессы именуются необратимыми. К примеру, при термическом контакте 2-ух тел с различными температурами термический поток всегда ориентирован от более теплого тела к более прохладному. Никогда не наблюдается самопроизвольный процесс ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ передачи тепла от тела с низкой температурой к телу с более высочайшей температурой. Как следует, процесс термообмена при конечной разности температур является необратимым.

Обратимыми процессами именуют процессы перехода системы из 1-го сбалансированного состояния в другое, которые можно провести в оборотном направлении через ту же последовательность промежных сбалансированных состояний. При ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ всем этом сама система и окружающие тела ворачиваются к начальному состоянию.

Процессы, в процессе которых система всегда остается в состоянии равновесия, именуются квазистатическими. Все квазистатические процессы обратимы. Все обратимые процессы являются квазистатическими.

1-ый закон термодинамики не может отличить обратимые процессы от необратимых. Он просто просит от термодинамического процесса определенного энергетического баланса ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ и ничего не гласит о том, вероятен таковой процесс либо нет. Направление самопроизвольно протекающих процессов устанавливает 2-ой закон термодинамики. Он может быть сформулирован в виде запрета на определенные виды термодинамических процессов.

Британский физик У. Кельвин отдал в 1851 г. последующую формулировку второго закона:

В циклически действующей термический машине неосуществим процесс, единственным результатом ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ которого было бы преобразование в механическую работу всего количества теплоты, приобретенного от единственного термического резервуара.

В термическом движке работа A выходит за счёт отвода тепла Q1 от термического резервуара — нагревателя. Но получение работы не является единственным результатом данного процесса. Для обеспечения цикличности работы термического мотора какое-то ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ количество теплоты Q2 должно быть отдано другому резервуару — холодильнику. Потому происходят конфигурации и в других телах. Практически постулат Кельвина воспрещает существование термического мотора с КПД, равным единице.

Гипотетичную термическую машину, в какой мог бы происходить таковой процесс, именуют нескончаемым движком второго рода. Он не противоречит закону сохранения энергии. В земных критериях такая ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ машина могла бы отбирать термическую энергию, к примеру, у Мирового океана и стопроцентно превращать ее в работу. Масса воды в Мировом океане составляет приблизительно 1021 кг, и при ее охлаждении на один градус выделилось бы неограниченное количество энергии (≈ 1024 Дж), эквивалентное полному сжиганию 1017 кг угля. Раз в год вырабатываемая на ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ Земле энергия примерно в 104 раз меньше. Потому нескончаемый движок второго рода был бы для населения земли более привлекателен, чем нескончаемый движок первого рода, нелегальный первым законом термодинамики. Но невозможность сделать нескончаемый движок второго рода как раз и утверждается постулатом Кельвина.

Германский физик Р. Клаузиус отдал другую формулировку второго закона термодинамики:

Неосуществим ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ процесс, единственным результатом которого была бы передача энергии методом термообмена от тела с низкой температурой к телу с более высочайшей температурой.

Процесс, при котором тепло передаётся от наименее нагретого тела к более подогретому, происходит в холодильных машинах. Но эта передача тепла не является единственным результатом данного процесса. Происходят конфигурации ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ и в других телах — к примеру, работает наружный источник энергии. Постулат Клаузиуса утверждает невозможность самопроизвольной теплопередачи от прохладного тела к жаркому.

Подчеркну ещё раз, что речь идёт о невозможности самопроизвольного протекания оборотного процесса. В принципе передать энергию от прохладного тела к жаркому можно — но только за счёт ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ работы наружного источника. Конкретно этим и занимаются холодильные машины.

Необходимо подчеркнуть, что обе формулировки второго закона термодинамики эквивалентны.

Если допустить, к примеру, что тепло может самопроизвольно (т. е. без издержки наружной работы) перебегать при термообмене от прохладного тела к жаркому, то можно сделать вывод о способности сотворения нескончаемого мотора второго рода ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.

Вправду, пусть настоящая термическая машина получает от нагревателя количество теплоты Q1 и дает холодильнику количество теплоты Q2. При всем этом совершается работа A = Q1 – |Q2|. Если б количество теплоты |Q2| самопроизвольно переходило от холодильника к нагревателю, то конечным результатом работы реальной термический машины и безупречной холодильной машины было бы ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ перевоплощение в работу количества теплоты Q1 – |Q2|, приобретенного от нагревателя без какого-нибудь конфигурации в холодильнике. Таким макаром, композиция реальной термический машины и безупречной холодильной машины равноценна нескончаемому движку второго рода. Точно также можно показать, что композиция реальной холодильной машины и нескончаемого мотора второго рода равноценна безупречной холодильной машине.

2-ой ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ закон термодинамики конкретно связан с необратимостью реальных термических процессов. Энергия термического движения молекул отменно отличается от всех других видов энергии – механической, электронной, хим и т. д. Энергия хоть какого вида, не считая энергии термического движения молекул, может на сто процентов перевоплотиться в хоть какой другой вид энергии ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ, в том числе и в энергию термического движения. Последняя может испытать перевоплощение в хоть какой другой вид энергии только отчасти. Потому хоть какой физический процесс, в каком происходит перевоплощение какого-нибудь вида энергии в энергию термического движения молекул, является необратимым процессом, т. е. он не может быть осуществлен на сто процентов в ВОПРОС 5: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ оборотном направлении.


vopros-43-byudzhet-i-byudzhetnij-process.html
vopros-43-soznanie-kak-subek-obraz-obektiv-mira.html
vopros-432-mezhdunarodnaya-pravovaya-pomosh-po-grazhdanskim-delam.html