ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ это:

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

       
один из осн. законов термодинамики; устанавливает необратимость макроскопич. процессов, протекающих с конечной скоростью: процессы, связанные с теплообменом при конечной разности темп-р, с трением, с диффузией, с выделением джоулевой теплоты и др., текущими с конечной скоростью, необратимы, т. е. могут самопроизвольно протекать только в одном направлении.
Исторически В. н. т. возникло из анализа работы тепловых машин (франц. учёный С. Карно, 1824). Существует неск. эквивалентных формулировок В. н. т. Само название «В. н. т.» и исторически первая его формулировка (1850) принадлежат нем. учёному Р. Клаузиусу: невозможен процесс, при к-ром теплота переходила бы самопроизвольно от холодных тел к телам нагретым. При этом самопроизвольный переход не следует понимать в узком смысле: невозможен не только непосредств. переход, его невозможно осуществить и при помощи машин или приборов без того, чтобы в природе не произошли ещё к.-л. изменения (механич., тепловые и т. д.). Иными словами, невозможно провести процесс, единственным следствием к-рого был бы переход теплоты от холодного тела к нагретому. Если бы (в нарушение положения Клаузиуса) такой процесс оказался реально осуществимым, то можно было бы, разделив один тепловой резервуар на две части и переводя теплоту из одной части в другую, получить два резервуара с разл. темп-рами. Это позволило бы многократно осуществить с этими резервуарами Карно цикл и получить механич. работу при помощи периодически действующей (т. <е. в конце каждого цикла возвращающейся к исходному состоянию) машины за счёт внутренней энергии одного теплового резервуара. Поскольку это невозможно, в природе невозможны процессы, единств. следствием к-рых было бы совершение механич. работы, произведённой в результате охлаждения теплового резервуара (формулировка англ. физика У. Томсона, 1851). Обратно, если бы можно было получить механич. работу за счёт внутр. энергии одного теплового резервуара (в противоречии с В. н. т., по Томсону), то можно было бы нарушить и положение Клаузиуса. Механич. работу, полученную за счёт теплоты от более холодного резервуара, можно было бы использовать для нагревания более тёплого резервуара (напр., трением) и тем самым осуществить переход теплоты от холодного тела к нагретому без изменения состояния к.-л. иных тел.
В реальных тепловых двигателях процесс превращения теплоты в работу обязательно сопряжён с передачей определ. кол-ва теплоты внеш. среде. В результате тепловой резервуар двигателя охлаждается, а более холодная внеш. среда нагревается, что находится в согласии с В. н. т. Нарушение В. н. т. означало бы возможность создания т. н. вечного двигателя 2-го рода, совершающего работу за счёт внутр. энергии теплового резервуара и не изменяющего термодинамич. состояния окружающих тел. Следовательно, В. н. т. можно формулировать и как невозможность создания вечного двигателя 2-го рода (нем. физик В. Оствальд, 1888). -Г. А. Зисман. В совр. термодинамике В. н. т. формулируется как закон возрастания энтропии S. Согласно этому закону, в замкнутой макроскопич. системе энтропия при любом реальном процессе либо возрастает, либо остаётся неизменной, т. е. изменение энтропии dS?0 (равенство имеет место для обратимых процессов). В состоянии равновесия энтропия замкнутой системы достигает максимума и никакие макроскопич. процессы в такой системе, согласно В. н. т., невозможны. Приведённые в начале статьи формулировки В. н. т. представляют собой частные выражения общего закона возрастания энтропии.
Для незамкнутой системы направление возможных процессов, а также условия равновесия могут быть выведены из закона возрастания энтропии, применённого к составной замкнутой системе, получаемой путём присоединения всех тел, участвующих в процессе. Это приводит в общем случае необратимых процессов к неравенствам:
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
где dQ — переданное системе кол-во теплоты, dА — совершённая над ней работа, dU — изменение её внутр. энергии; знак равенства относится к обратимым процессам.
Важные следствия даёт применение В. н. т. к системам, находящимся в фиксированных внеш. условиях. Напр., для систем с фиксированной темп-рой и объёмом неравенство (1) приобретает вид: F?0, где F=U-TS— свободная энергия системы (Гельмгольца анергия). Т. о., в этих условиях направление реальных процессов определяется убыванием F, а состояние равновесия — минимумом этой величины (см. ПОТЕНЦИАЛЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ).
В. н. т., несмотря на свою общность, не имеет абс. хар-ра, и отклонения от него (флуктуации) явл. вполне закономерными. Примерами флуктуац. процессов могут служить: броуновское движение ч-ц, равновесное тепловое излучение нагретых тел (в т. <ч. радиошумы), возникновение зародышей новой фазы при фазовых превращениях, самопроизвольные флуктуации темп-ры и давления в равновесной системе и т. д.
Статистическая физика, построенная на анализе микроскопич. механизма явлений, происходящих в макроскопич. телах, и выяснившая физ. сущность энтропии, позволила понять природу В. н. т., определить пределы его применимости и устранить кажущееся противоречие между механич. обратимостью любого, сколь угодно сложного, микроскопич. процесса и термодинамич. необратимостью процессов в макротелах. Как показывает статистич. термодинамика (австр. физик Л. Больцман, амер. физик Дж. У. Гиббс), энтропия системы связана со статистическим весом Р макроскопич. состояния: S=klnP. Статистич. вес Р пропорц. числу разл. микроскопич. реализаций данного состояния макроскопич. системы (напр., разл. распределений значений координат и импульсов молекул газа, отвечающих определ. значениям энергии, давления и др. термодинамич. параметров газа). Для замкнутой системы вероятность термодинамическая W данного макросостояния пропорц. его статистич. весу и определяется энтропией системы:
W = exp (S/k), или S=klnW. (2)
Т. о., закон возрастания энтропии имеет статистически-вероятностный хар-р и выражает пост. тенденцию системы к переходу в более вероятное состояние. Максимально вероятным явл. состояние равновесия; за достаточно большой промежуток времени любая замкнутая система достигает этого состояния.
Энтропия — величина аддитивная, она пропорц. числу ч-ц в системе. Поэтому для систем с большим числом ч-ц даже самое ничтожное относит. изменение энтропии, приходящейся на одну ч-цу, существенно меняет её абс. величину; изменение же энтропии, стоящей в показателе экспоненты в ур-нии (2), приводит к изменению вероятности W данного макросостояния в огромное число раз. Именно этот факт явл. причиной того, что для системы с большим числом ч-ц следствия В. н. т. практически имеют не вероятностный, а достоверный хар-р. Крайне маловероятные процессы, сопровождающиеся сколько-нибудь заметными уменьшениями энтропии, требуют столь огромных времён ожидания, что их реализация практически невозможна. В то же время малые части системы, содержащие небольшое число ч-ц, испытывают непрерывные флуктуации, сопровождающиеся лишь небольшим абс. изменением энтропии. Ср. значения частоты и величины этих флуктуации явл. таким же достоверным следствием статистич. термодинамики, как и само В. н. т.
Буквальное применение В. н. т. к Вселенной как целому привело Клаузиуса к неправомерному выводу о неизбежности «тепловой смерти» Вселенной.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ" в других словарях:

  • ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ — один из осн. законов термодинамики, устанавливающий необратимость реальных термодинамич. процессов. В. н. т. сформулировано как закон природы H. Л. С. Карно (N. L. S. Carnot) в 1824, P. Клаузиусом (R. Clausius) в 1850 и У. Томсоном (Кельвином) (W …   Физическая энциклопедия

  • ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ — один из основных законов термодинамики, закон возрастания энтропии: в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратимые, равновесные процессы), либо… …   Большой Энциклопедический словарь

  • второе начало термодинамики — – устанавливает существование энтропии как функции состояния макроскопической системы и определяет для всех протекающих в природе процессов соотношение между энтропией и теплотой. Различные виды энергии стремятся превратиться в теплоту, а теплота …   Химические термины

  • Второе начало термодинамики — Начала термодинамики Статья является частью серии …   Википедия

  • Второе начало термодинамики —         принцип, устанавливающий необратимость макроскопических процессов, протекающих с конечной скоростью. В отличие от чисто механических (без трения) или электродинамических (без выделения джоу левой теплоты) обратимых процессов (См.… …   Большая советская энциклопедия

  • второе начало термодинамики — один из основных законов термодинамики, закон возрастания энтропии: в замкнутой, то есть изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остаётся неизменной (если в системе протекают обратимые равновесные процессы), либо… …   Энциклопедический словарь

  • второе начало термодинамики — antrasis termodinamikos dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. second law of thermodynamics vok. Entropiesatz, m; zweiter Hauptsatz der… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • второе начало термодинамики — antrasis termodinamikos dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. second law of thermodynamics vok. Entropiesatz, m; zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, m rus. второе начало термодинамики, n; второй закон термодинамики, m pranc.… …   Fizikos terminų žodynas

  • второе начало термодинамики — antrasis termodinamikos dėsnis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Dėsnis, apibūdinantis šilumos virtimo darbu sąlygas. Antrosios rūšies amžinojo variklio sukurti negalima. Esama daug tolygių formuluočių: a) negalimas procesas, kurio… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ — устанавливает существование энтропии как ф ции состояния макроскопич. системы и вводит понятие абс. термодинамич. т ры. Утверждает, что все процессы, протекающие с конечной скоростью, в принципе необратимы, и дает термодинамич. критерии для… …   Химическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»