![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Другий і третій закони термодинаміки
Перший закон термодинаміки, який встановив кількісний зв’язок між теплотою, роботою і внутрішньою енергією системи, не дозволяє визначити напрямок протікання термодинамічних процесів. Другий закон термодинаміки якраз вказує на напрямок теплових процесів, що відбуваються в природі. Згідно із Клаузіусом, який дав одне з перших формулювань другого закону, теплота ніколи не може переходити сама собою від тіл з нижчою температурою до тіл з вищою температурою. Це означає, що для такого переходу теплоти потрібна затрата роботи зовнішнього джерела, що здійснюється в холодильній машині. Фізичний зміст другого закону найбільш зрозуміло розкривається у формулюванні Планка: неможливо побудувати таку періодично діючу теплову машину, яка, отримавши ззовні деяку кількість теплоти при довільній температурі, цілком перетворювала би її в механічну роботу і при цьому поверталась би точно у вихідний стан. коефіцієнт корисної дії ідеальної теплової машини визначається лише температурами нагрівника i холодильника. Кельвін сформулював другий закон термодинаміки в такому вигляді: неможливо побудувати теплову машину, яка виконувала би роботу за рахунок теплоти найбільш холодного з тіл, що є в системі. Оскільки реальні процеси не оборотні, то всі процеси в замкненій системі ведуть до збільшення її ентропії. Цей принцип лежить в основі формулювання другого закону термодинаміки: можливі лише такі процеси, що відбуваються в макроскопічній замкненій системі, які ведуть до збільшення її ентропії. Формула Больцмана дозволяє дати таке статистичне тлумачення другому закону термодинаміки: термодинамічна ймовірність стану ізольованої системи при всіх процесах, що в ній відбуваються не може зменшуватися. при абсолютному нулі температури будь-які зміни стану відбуваються без зміни ентропії:
теорему Нернста – третій закон термодинаміки можна сформулювати так: при абсолютному нулі ентропія дорівнює нулю:
Третій закон термодинаміки заперечує можливість досягнення абсолютного нуля. Справді, всі процеси, які протікають з теплопередачею, супроводжуються зміною ентропії. Це означає, що при Отже, не можна створити машину, яка здатна взяти всю теплоту від тіла, тобто охолодити його до абсолютного нуля.
Рівняння Ван-дер-Ваальса для довільної маси m газу
Отже, критичні величини Якщо через крайні точки горизонтальних ділянок сімейства Ван-дер-Ваальсівських ізотерм провести лінії, то одержуємо криву, що обмежує область двофазних станів речовини Якщо газ розширюється без теплообміну з навколишнім середовищем При адіабатному розширенні без виконання зовнішньої роботи внутрішня енергія газу не міняється. Для ідеального газу Для реального газу:
З умови
Оскільки
|