En af fysikkens grundlæggende love, loven om ikke-aftagende entropi i et isoleret system.
For et konstant temperatursystem er der specifik funktion tilstand S - entropi, som er defineret på en sådan måde, at
1. En adiabatisk overgang fra ligevægtstilstand A til ligevægtstilstand B er kun mulig, når

2. Stigningen i entropi i en langsom kvasi-statisk proces er lig med

Hvor T er temperatur.
Ovenstående formulering er meget formel. Der er mange alternative formuleringer af termodynamikkens anden lov. For eksempel foreslog Planck følgende formulering:
Det er umuligt at bygge en maskine, der cykler, køler en varmekilde eller løfter belastninger uden at forårsage dog ingen ændringer i natur.

Constantine Carathéodory gav en aksiomatisk streng formulering
Nær tilstand 1 eksisterer sådanne tilstande 2 adiabatiske overgange fra tilstand 1 til tilstand 2.

Boltzmann formulerede termodynamikkens anden lov ud fra statistisk fysiks synspunkt:
Naturen har en tendens til at bevæge sig fra tilstande med lavere sandsynlighed for realisering til tilstande med højere sandsynlighed for realisering.

Sådanne formuleringer er almindelige.
Det er umuligt at være en evig bevægelse af en anden art.

Det er umuligt at overføre varme fra en kold krop til en varm uden at bruge energi.

Ethvert system har en tendens til at bevæge sig fra orden til uorden.

Termodynamikkens anden lov blev formuleret i midten af ​​det 19. århundrede, på et tidspunkt, hvor det teoretiske grundlag for design og konstruktion af varmemotorer blev skabt. Eksperimenterne fra Mayer og Joule etablerede ækvivalensen mellem termiske og mekaniske energier (termodynamikkens første lov). Spørgsmålet opstod om effektiviteten af ​​varmemotorer. Eksperimentelle undersøgelser har vist, at noget varme nødvendigvis går tabt under driften af ​​enhver maskine.
I 1850'erne og 1860'erne udviklede Clausius begrebet entropi i en række publikationer. I 1865 valgte han endelig et navn til det nye koncept. Disse publikationer viste også, at varme ikke kan omdannes fuldstændigt til nyttigt arbejde, og formulerer dermed termodynamikkens anden lov.
Boltzmann gav en statistisk fortolkning af termodynamikkens anden lov og introducerede en ny definition for entropi, som var baseret på mikroskopiske atomistiske begreber.
Statistisk fysik introducerer en ny definition af entropi, som ved første øjekast er meget forskellig fra definitionen af ​​termodynamik. Det er givet af Boltzmann-formlen:

Hvor? - antallet af mikroskopiske tilstande svarende til en given makroskopisk tilstand, k B- Boltzmann konstant.
Ud fra den statistiske definition af entropi er det indlysende, at en stigning i entropi svarer til en overgang til en makroskopisk tilstand, der er karakteriseret højeste værdi mikroskopiske tilstande.
Hvis den indledende tilstand af et termodynamisk system er ikke-ligevægt, så bevæger det sig over tid til en ligevægtstilstand, hvilket øger dets entropi. Denne proces sker kun i én retning. Den omvendte proces - overgangen fra en ligevægtstilstand til en indledende ikke-ligevægtstilstand - realiseres ikke. Det vil sige, at tidens flow modtager retning.
Fysikkens love, der beskriver den mikroskopiske verden, er invariante under erstatning af t med -t. Dette udsagn gælder både for den klassiske mekaniks love og kvantemekanikkens love. I den mikroskopiske verden virker konservative kræfter, der er ingen friktion, som er spredning af energi, dvs. transformationen af ​​andre typer energi til energien fra termisk bevægelse, og dette er igen forbundet med loven om ikke-aftagende entropi.
Forestil dig for eksempel en gas i et reservoir placeret i et større reservoir. Hvis du åbner ventilen på den mindre tank, vil gassen efter nogen tid fylde den større tank, så dens tæthed udlignes. Ifølge den mikroskopiske verdens love er der også en omvendt proces, når gas fra et større reservoir opsamles i en mindre beholder. Men i den makroskopiske verden sker det aldrig.
Hvis entropien i hvert isoleret system kun stiger med tiden, og universet er et isoleret system, så vil entropien en dag nå et maksimum, hvorefter eventuelle ændringer i det bliver umulige.
Sådanne overvejelser, der dukkede op efter etableringen af ​​termodynamikkens anden lov, kaldes varmedød. Denne hypotese blev meget diskuteret i det 19. århundrede.
Enhver proces i verden fører til spredning af en del af energien og dens omdannelse til varme, hvilket fører til større uorden. Selvfølgelig er vores univers stadig ret ungt. Termonukleære processer i stjerner fører til en konstant strøm af energi til Jorden, for eksempel. Jorden er og vil forblive et åbent system i lang tid, som modtager energi fra forskellige kilder: fra Solen, fra processer Radioaktivt henfald i kernen, det vil sige i åbne systemer, kan entropi falde, hvilket fører til fremkomsten af ​​en række komfortable strukturer.

Introduktion_3

Generelle karakteristika og formulering af termodynamikkens anden lov 4

Begrebet entropi_ 8

Konklusion_ 10

Referencer_ 11

Introduktion

I øjeblikket er termisk kraft og termiske installationer er blevet udbredt i forskellige brancher National økonomi. I industrielle virksomheder udgør de den vigtigste vigtige del af teknologisk udstyr.

Videnskaben, der studerer metoder til at bruge brændstofenergi, lovene for processer til at ændre materiens tilstand, principperne for drift af forskellige maskiner og enheder, energi og teknologiske installationer kaldes termisk teknik. Teoretisk grundlag Termisk teknik er termodynamik og varmeoverførselsteori.

Termodynamik er baseret på fundamentale love (principper), som er en generalisering af observationer af processer, der foregår i naturen uanset kroppens specifikke egenskaber. Dette forklarer universaliteten af ​​mønstre og forhold mellem fysiske mængder opnået fra termodynamiske undersøgelser.

Termodynamikkens første lov karakteriserer og beskriver energiomdannelsesprocesserne fra den kvantitative side og giver alt, hvad der er nødvendigt for at udarbejde energibalancen for enhver installation eller proces.

Termodynamikkens anden lov, som er den vigtigste naturlov, bestemmer retningen, i hvilken termodynamiske processer forløber, fastlægger mulige grænser for omdannelsen af ​​varme til arbejde i cirkulære processer og giver os mulighed for at give en streng definition af begreber som entropi , temperatur osv. I denne henseende supplerer termodynamikkens anden lov væsentligt den første.

Princippet om det absolutte nuls uopnåelighed accepteres som termodynamikkens tredje lov.

Teorien om varmeoverførsel studerer mønstrene for varmeoverførsel fra et område i rummet til et andet. Varmeoverførselsprocesser er processer til udveksling af intern energi mellem elementerne i det pågældende system i form af varme.

Generelle karakteristika og formulering af termodynamikkens anden lov

Naturlige processer er altid rettet mod, at systemet opnår en ligevægtstilstand (mekanisk, termisk eller enhver anden). Dette fænomen afspejles af termodynamikkens anden lov, som har stor betydning og til analyse af driften af ​​termiske kraftmaskiner. I overensstemmelse med denne lov, for eksempel, kan varme spontant kun overføres fra en krop med højere temperatur til en krop med en lavere temperatur. For at udføre den omvendte proces skal der bruges noget arbejde. I denne henseende kan termodynamikkens anden lov formuleres som følger: en proces, hvor varme spontant overføres fra koldere til varmere kroppe, er umulig (Clausius postulat, 1850).

Termodynamikkens anden lov bestemmer også de betingelser, hvorunder varme kan omdannes til arbejde, så længe det ønskes. I enhver åben termodynamisk proces, når volumen stiger, udføres der positivt arbejde:

,

hvor jeg er det sidste værk,

v 1 og v 2 er henholdsvis det initiale og det endelige specifikke volumen;

men ekspansionsprocessen kan ikke fortsætte i det uendelige, derfor er muligheden for at omdanne varme til arbejde begrænset.

Den kontinuerlige omdannelse af varme til arbejde udføres kun i en cirkulær proces eller cyklus.

Hver elementær proces, der indgår i cyklussen, udføres, når varme tilføres eller fjernes dQ, ledsaget af færdiggørelsen eller udgifterne til arbejdet, en stigning eller et fald indre energi, men altid når betingelsen er opfyldt dQ= dU+ dL Og dq= du+ dl, som viser, at uden varmeforsyning ( dq=0) eksternt arbejde kan kun udføres på grund af systemets indre energi, og varmetilførslen til et termodynamisk system bestemmes af den termodynamiske proces. Closed loop integration giver:

, , fordi .

Her Q C Og L C- henholdsvis den varme, der omdannes til arbejde i kredsløbet, og det arbejde, som arbejdsvæsken udfører, hvilket er forskellen | L 1 | - |L 2| positive og negative værker af elementære processer i cyklussen.

Den elementære mængde varme kan betragtes som leveret ( dQ>0) og omdirigeret ( dQ<0) fra arbejdsvæsken. Summen af ​​tilført varme i cyklussen |Q 1 | og summen af ​​fjernet varme |Q 2 |. Derfor,

L C =Q C =|Q 1 | - |Q 2 |.

Tilførsel af varmemængde Q1 til arbejdsfluidet er mulig i nærvær af en ekstern kilde med en temperatur, der er højere end temperaturen af ​​arbejdsfluidet. En sådan varmekilde kaldes varm. Fjernelse af mængden af ​​varme Q2 fra arbejdsfluidet er også mulig i nærværelse af en ekstern varmekilde, men med en temperatur lavere end arbejdsfluidets temperatur. En sådan varmekilde kaldes kold. For at fuldføre en cyklus er det således nødvendigt at have to varmekilder: en med en høj temperatur, den anden med en lav. I dette tilfælde kan ikke al den forbrugte mængde af varme Q 1 omdannes til arbejde, da mængden af ​​varme Q 2 overføres til en kold kilde.

Driftsbetingelserne for en varmemotor er som følger:

Behovet for to varmekilder (varm og kold);

Cyklisk drift af motoren;

Overførsel af en del af mængden af ​​varme modtaget fra en varm kilde til en kold uden at omdanne den til arbejde.

I denne henseende kan termodynamikkens anden lov gives flere flere formuleringer:

- overførsel af varme fra en kold kilde til en varm er umulig uden omkostningerne ved arbejde;

- det er umuligt at bygge en periodisk fungerende maskine, der udfører arbejde og følgelig afkøler det termiske reservoir;

- naturen stræber efter en overgang fra mindre sandsynlige tilstande til mere sandsynlige.

Det skal understreges, at termodynamikkens anden lov (ligesom den første) er formuleret på baggrund af erfaringer.

I de fleste generel opfattelse Termodynamikkens anden lov kan angives som følger: enhver reel spontan proces er irreversibel. Alle andre formuleringer af den anden lov er særlige tilfælde af den mest generelle formulering.

W. Thomson (Lord Kelvin) foreslog følgende formulering i 1851: Det er umuligt, ved hjælp af et livløst materialemiddel, at opnå mekanisk arbejde fra en hvilken som helst masse af stof ved at afkøle den til under temperaturen af ​​det koldeste omgivende objekt.

M. Planck foreslog en formulering, der var klarere end Thomsons: Det er umuligt at bygge en periodisk fungerende maskine, hvis hele drift ville blive reduceret til begrebet en vis belastning og afkøling af en varmekilde. En periodisk fungerende maskine skal forstås som en motor, der kontinuerligt (i en cyklisk proces) omdanner varme til arbejde. Faktisk, hvis det var muligt at bygge en varmemotor, der blot ville tage varme fra en kilde og kontinuerligt (cyklisk) omdanne den til arbejde, så ville dette modsige holdningen om, at arbejde kun kan produceres af et system, når der ikke er nogen ligevægt (især i forhold til en varmemotor - når der er temperaturforskel mellem varme og kolde kilder i systemet).

Hvis der ikke var begrænsninger pålagt af termodynamikkens anden lov, ville det betyde, at det var muligt at bygge en varmemotor med kun én varmekilde. En sådan motor kunne fungere ved at køle for eksempel vand i havet. Denne proces kunne fortsætte, indtil al den indre energi i havet blev omdannet til arbejde. En varmemotor, der ville virke på denne måde, blev passende navngivet af V.F. Ostwald evighedsmaskine af den anden slags (i modsætning til en evighedsmaskine af den første slags, som arbejder i strid med loven om energibevarelse). I overensstemmelse med ovenstående kan formuleringen af ​​den anden termodynamiske lov givet af Planck modificeres som følger: implementeringen af ​​en evighedsmaskine af den anden slags er umulig.

Det skal bemærkes, at eksistensen af ​​en evighedsmaskine af den anden art ikke er i modstrid med termodynamikkens første lov; faktisk i denne motor ville arbejde ikke blive produceret af ingenting, men fra den interne energi indeholdt i varmekilden, så fra den kvantitative side ville processen med at opnå arbejde fra varme i dette tilfælde ikke være umulig. Imidlertid er eksistensen af ​​en sådan motor umulig set fra den kvalitative side af processen med varmeoverførsel mellem kroppe.

Begrebet entropi

Uoverensstemmelsen mellem omdannelsen af ​​varme til arbejde og arbejde til varme fører til en ensidig retning af virkelige processer i naturen, som afspejler den fysiske betydning af termodynamikkens anden lov i loven om eksistensen og stigningen i virkelige processer af en bestemt funktion kaldet entropi , definerende mål for energiafskrivning.

Ofte præsenteres termodynamikkens anden lov som et samlet princip om eksistensen og stigningen af ​​entropi.

Termodynamikkens love kaldes også dens principper. Faktisk er begyndelsen af ​​termodynamikken intet andet end et sæt af visse postulater, der ligger til grund for det tilsvarende afsnit af molekylær fysik. Disse bestemmelser blev etableret under videnskabelig forskning. Samtidig blev de bevist eksperimentelt. Hvorfor accepteres termodynamikkens love som postulater? Hele pointen er, at termodynamik på denne måde kan opbygges på en aksiomatisk måde.

Termodynamikkens grundlæggende love

Lidt om strukturering. Termodynamikkens love er opdelt i fire grupper, som hver har en bestemt betydning. Så hvad kan termodynamikkens principper fortælle os?

Første og anden

Den første begyndelse vil fortælle dig, hvordan loven om bevarelse af energi anvendes i forhold til et bestemt termodynamisk system. Den anden lov fremsætter visse begrænsninger, der gælder for retningerne af termodynamiske processer. Mere specifikt forbyder de spontan overførsel af varme fra en mindre opvarmet til en mere opvarmet krop. Termodynamikkens anden lov har også et alternativt navn: loven om stigende entropi.

Tredje og fjerde

Den tredje lov beskriver opførsel af entropi nær den absolutte temperatur nul. Der er en begyndelse mere, den sidste. Det kaldes termodynamikkens nullov. Dets betydning er, at ethvert lukket system vil komme til en tilstand af termodynamisk ligevægt og ikke længere vil være i stand til at forlade det på egen hånd. Desuden kan dens begyndelsestilstand være enhver.

Hvorfor er termodynamikkens principper nødvendige?

Termodynamikkens love blev undersøgt for at beskrive de makroskopiske parametre for visse systemer. Samtidig fremsættes der ikke specifikke forslag vedrørende den mikroskopiske anordning. Dette spørgsmål studeres separat, men af ​​en anden gren af ​​videnskaben - statistisk fysik. Termodynamikkens love er uafhængige af hinanden. Hvad kunne dette betyde? Dette skal forstås på en sådan måde, at det er umuligt at udlede et termodynamisk princip fra et andet.

Termodynamikkens første lov

Som det er kendt, er et termodynamisk system kendetegnet ved flere parametre, herunder intern energi (betegnet med bogstavet U). Sidstnævnte er dannet ud fra den kinetiske energi, som alle partikler har. Dette kan være energien fra translationel såvel som oscillerende og roterende bevægelse. Lad os på dette tidspunkt huske, at energi ikke kun kan være kinetisk, men også potentiel. Så i tilfælde af ideelle gasser negligeres potentiel energi. Derfor vil den indre energi U udelukkende bestå af den kinetiske energi af molekylær bevægelse og afhænge af temperaturen.

Denne størrelse - indre energi - kaldes med andre ord tilstandsfunktionen, da den er bestemt af det termodynamiske systems tilstand. I vores tilfælde bestemmes det af gastemperaturen. Det skal bemærkes, at den indre energi ikke afhænger af, hvad overgangen til staten var. Lad os antage, at det termodynamiske system gennemgår en cirkulær proces (cyklus, som det kaldes ind molekylær fysik). Med andre ord gennemgår systemet, efter at have forladt den oprindelige tilstand, visse processer, men vender som et resultat tilbage til den primære tilstand. Så er det ikke svært at gætte på, at ændringen i indre energi vil være lig med 0.

Hvordan ændrer indre energi sig?

Der er to måder at ændre den indre energi i en ideel gas på. Den første mulighed er at gøre arbejdet. Den anden er at give systemet en vis mængde varme. Det er logisk, at den anden metode involverer ikke kun at give varme, men også dens fjernelse.

Udtalelse af termodynamikkens første lov

Der kan være flere af dem (formuleringer), da alle kan lide at tale forskelligt. Men faktisk forbliver essensen den samme. Det bunder i, at mængden af ​​varme, der blev tilført det termodynamiske system, bruges på at lave den ideelle gas mekanisk arbejde og ændring i indre energi. Hvis vi taler om formlen eller den matematiske notation af termodynamikkens første lov, ser det sådan ud: dQ = dU + dA.

Alle mængder, der er en del af formlen, kan have forskellige fortegn. Intet forhindrer dem i at være negative. Lad os antage, at der tilføres en mængde varme Q til systemet. Så vil gassen varme op. Temperaturen stiger, hvilket betyder, at gassens indre energi også stiger. Det vil sige, at både Q og U vil have positive værdier. Men hvis gassens indre energi stiger, begynder den at opføre sig mere aktivt og udvide sig. Derfor vil arbejdet også være positivt. Vi kan sige, at arbejdet udføres af selve systemet, gassen.

Hvis der tages en vis mængde varme fra systemet, falder den indre energi, og gassen trækker sig sammen. I dette tilfælde kan vi allerede sige, at arbejdet udføres på systemet, og ikke af systemet selv. Antag igen, at et termodynamisk system gennemgår en cyklus. I dette tilfælde (som tidligere nævnt) vil ændringen i intern energi være lig med 0. Det betyder, at arbejdet udført af eller på gassen vil være numerisk lig med den varme, der tilføres eller fjernes til systemet.

Den matematiske notation af denne konsekvens kaldes en anden formulering af termodynamikkens første lov. Det lyder nogenlunde sådan her: "I naturen er det umuligt for en motor af den første slags at eksistere, det vil sige en motor, der ville udføre arbejde, der overstiger varmen modtaget udefra."

Termodynamikkens anden lov

Det er ikke svært at gætte på, at termodynamisk ligevægt er karakteristisk for et system, hvor makroskopiske størrelser forbliver uændrede over tid. Dette er selvfølgelig gassens tryk, volumen og temperatur. Deres uforanderlighed kan være baseret på flere forhold: fraværet af termisk ledningsevne, kemiske reaktioner, diffusion og andre processer. Hvis systemet under påvirkning af eksterne faktorer blev taget ud af termodynamisk ligevægt, vil det med tiden vende tilbage til det. Men hvis disse faktorer er fraværende. Og dette vil ske spontant.

Vi vil gå en lidt anden vej, anderledes end hvad mange lærebøger anbefaler. Lad os først stifte bekendtskab med termodynamikkens anden lov, og først da vil vi finde ud af, hvilken slags mængder der er inkluderet i den, og hvad de betyder. Så i et lukket system, i nærværelse af eventuelle processer, der forekommer i det, falder entropien ikke. Termodynamikkens anden lov er skrevet som følger: dS >(=) 0. Her vil > tegnet være forbundet med en irreversibel proces, og = tegnet med et reversibelt.

Hvad kaldes en reversibel proces i termodynamik? Og dette er en proces, hvor systemet vender tilbage (efter en række processer) til sin oprindelige tilstand. Desuden er der i dette tilfælde ingen ændringer, hverken i systemet eller i miljøet. Med andre ord er en reversibel proces en proces, hvor det er muligt at vende tilbage til starttilstanden gennem mellemtilstande, der er identiske med den direkte proces. Der er meget få sådanne processer i molekylær fysik. For eksempel vil overførslen af ​​varme fra et mere opvarmet legeme til et mindre opvarmet legeme være irreversibel. Det samme er tilfældet ved diffusion af to stoffer, samt spredning af gas over hele volumenet.

Entropi

Entropi, som forekommer i termodynamikkens anden lov, er lig med ændringen i varme divideret med temperatur. Formel: dS = dQ/T. Det har visse egenskaber.

Termodynamikkens anden lov er ligesom den første et postulat underbygget af århundreders menneskelig erfaring. Opdagelsen af ​​denne lov blev lettet af studiet af varmemotorer. fransk videnskabsmand S. Carnot var den første, der viste (1824), at evt varmemotor skal ud over en varmekilde (varmelegeme) og en arbejdsvæske (damp, ideel gas osv.), udfører en termodynamisk cyklus såvel som et køleskab, som nødvendigvis har en temperatur lavere end varmerens temperatur.

Koefficient nyttig handling η sådan en varmemotor, der kører på en reversibel cyklus ( Carnot cyklus), afhænger ikke af arten af ​​arbejdsvæsken, der udfører denne cyklus, men bestemmes kun af varmelegemets temperaturer T 1 og køleskab T 2:

Hvor Q 1 – mængden af ​​varme, der tilføres arbejdsvæsken ved temperatur T 1 fra varmeren; Q 2 – mængden af ​​varme afgivet af arbejdsvæsken ved temperatur T 2 køleskabe.

Termodynamikkens anden lov er en generalisering af Carnots afledning til vilkårlige termodynamiske processer, der forekommer i naturen. Der kendes adskillige formuleringer af denne lov.

Clausius(1850) formuleret termodynamikkens anden lov Så: en proces, hvor varme spontant overføres fra koldere til varmere kroppe, er umulig.

W. Thomson (Kelvin)(1851) foreslog følgende formulering: Det er umuligt at bygge en periodisk fungerende maskine, hvis aktivitet vil blive reduceret til at udføre mekanisk arbejde og tilsvarende afkøling af reservoiret.

Thomsons postulat kan formuleres som følger: en evighedsmaskine af den anden slags er umulig. Perpetual motion maskine den anden type er en anordning, der uden kompensation med jævne mellemrum fuldstændig ville omdanne en krops varme til arbejde (W. Ostwald). Under kompensation forstå ændringen i arbejdsvæskens tilstand eller overførslen af ​​en del af varmen fra arbejdsvæsken til andre legemer og ændringen i disse legemers termodynamiske tilstand under den cirkulære proces med at omdanne varme til arbejde.

Termodynamikkens anden lov siger, at uden kompensation i en cirkulær proces kan ikke en eneste joule varme omdannes til arbejde. Arbejde bliver helt uden kompensation til varme. Sidstnævnte er, som nævnt tidligere, forbundet med spontaniteten af ​​processen med energiudledning (afskrivning).

Termodynamikkens anden lov introducerer en systemtilstandsfunktion, der kvantitativt karakteriserer processen med energispredning. I denne forstand er ovenstående formuleringer af termodynamikkens anden lov ækvivalente, da de antyder eksistensen funktioner af systemets tilstand - entropi.

I øjeblikket termodynamikkens anden lov er formuleret som følger: der er en additiv funktion af systemets tilstand S - entropi, som er relateret som følger til varmen, der kommer ind i systemet og systemets temperatur:

Til reversibel processer; (3.2)

Til irreversible processer. (3.3)

Dermed, under reversible processer i et adiabatisk isoleret system ændres dets entropi ikke (dS = 0), og under irreversible processer stiger det (dS > 0).

I modsætning til intern energi afhænger værdien af ​​entropi af et isoleret system af arten af ​​de processer, der forekommer i det: Under afslapning bør entropien af ​​et isoleret system øges og nå maksimal værdi ved ligevægt.

Generelt termodynamikkens anden lov for et isoleret system er skrevet sådan her:

Entropien af ​​et isoleret system stiger enten, hvis der sker spontane irreversible processer i det, eller forbliver konstant. Derfor er termodynamikkens anden lov også defineret som loven om ikke-aftagende entropi i isolerede systemer.

Således giver termodynamikkens anden lov kriterium for spontane processer i et isoleret system. Kun processer ledsaget af en stigning i entropi kan forekomme spontant i et sådant system. Spontane processer ender med etableringen af ​​ligevægt i systemet. Dette betyder, at i en ligevægtstilstand er entropien i et isoleret system maksimal. Ifølge denne kriteriet for ligevægt i et isoleret system vil være

Hvis du deltager i processen ikke-isoleret system, At for at vurdere irreversibiliteten (spontaniteten) af processen, er det nødvendigt at kende ændringen i entropi af systemet dS 1 og entropiændring miljø dS 2. Hvis vi accepterer det system og miljø(de kaldes ofte "universet") danne et isoleret system, så vil betingelsen for processens irreversibilitet være

det er processen vil være irreversibel, hvis den totale ændring i systemets og miljøets entropi er større end nul.

Miljøet er et enormt reservoir; dens volumen og temperatur ændres ikke under varmevekslingen med systemet. Derfor kan vi for miljøet sidestille δQ = dU og det er ligegyldigt, om overførslen af ​​varme sker reversibelt eller irreversibelt, siden δQ arr, og δQ nogenlunde lige dU miljø. Dermed, ændringen i miljøets entropi er altid ens.

Mønstret for varmeoverførsel fra en genstand til en anden er overvejet i erklæringen om varmeoverførsel. Hele processen består af en intern udveksling af energi mellem genstande, som kaldes varme.

Den korrekte proces er kun rettet mod at opnå en ens tilstand, det være sig termisk, mekanisk eller enhver anden. Denne handling er indeholdt i termodynamikkens anden lov, som er af stor betydning for varmemotorer. Denne lov siger, at varme udelukkende kan bevæge sig fra en genstand med høj temperatur til en genstand laveste temperatur. For at udføre den omvendte cyklus vil der blive brugt noget arbejde. Hvoraf vi kan udlede konklusionen af ​​termodynamikkens anden lov: Denne handling, hvor varmen selv bevæger sig fra et objekt med mindre varme til et objekt med den største varme, kan ikke eksistere.

Bemærk: Vil du opdatere dine vindueskarme, men ved ikke hvilket firma du skal kontakte? Prøv at købe en moeller vindueskarm (http://hoffen.ru/podokonniki-moeller/), du vil være tilfreds med prisen og kvaliteten!

På et tidspunkt giver termodynamikkens anden lov en vurdering af, under hvilke forhold varme kan bruges, og hvor meget den ønsker at blive brugt. Enhver åben termodynamisk handling under volumenstigning vil fungere med et plustegn.

Formel for termodynamikkens anden lov

I hvilket L- vil være det sidste værk, v1 og v2- deres eget indledende og endelige specifikke bind.
Da ekspansionshandlingen ikke kan være uendelig, vil omdannelsen af ​​varme til arbejde følgelig være begrænset af dette. Denne handling vil være kontinuerlig i tilfælde af lukket cirkulær bevægelse.

Enhver handling, der forekommer i en cyklus, sker med tilførsel eller fjernelse af varme dQ, ledsaget af omkostningerne eller udførelsen af ​​arbejdet, et fald eller stigning i energi inde i kroppen og en forudsætning dQ=dU+dL, dg=du+d1 skal udføres. Det beviser jo det uden varme (dg=0) alle handlinger vil ske på grund af systemets indre energi, og tilførslen af ​​varme til systemet kan bestemmes af termodynamik.

Closed loop integration:

hvor Qt, Lt - vil være den varme, der omdannes til arbejde, L1- L2 - arbejdet udført af denne krop. Q1 er varmetilført, Q2 er varmefjernet. Dette betyder Lc = Qc = Q1-Q2
Varme kan kun tilføres til legeme Q1 i nærværelse af et varmere legeme, og varme kan kun fjernes fra Q2 i nærværelse af et koldere legeme. Hvis processen er cyklisk, skal du bruge to kilder med forskellige temperaturer.