Другий закон термодинаміки. Незворотні процеси
Незворотній процес.
Незворотнім називається фізичний процес, який може мимовільно протікати тільки в одному визначеному напрямку.
У зворотному напрямку такі процеси можуть протікати тільки як одна з ланок складнішого процесу.
Необоротними є практично всі процеси, що відбуваються в природі. Це пов’язано з тим, що в будь-якому реальному процесі частина енергії розсіюється за рахунок випромінювання, тертя і т. д. Наприклад, тепло, як відомо, завжди переходить від більш гарячого тіла більш холодному – це найбільш типовий приклад незворотного процесу (хоча зворотний перехід не суперечить закону збереження енергії).
Також висить на легкому нитки кулька (маятник) ніколи мимовільно не збільшить амплітуду своїх коливань, навпаки, одного разу наведений в рух сторонньої силою, він обов’язково, зрештою, зупиниться в результаті опору повітря і тертя нитки про підвіс. Таким чином, повідомлена маятника механічна енергія переходить у внутрішню енергію хаотичного руху молекул (повітря, матеріалу підвісу).
Математично незворотність механічних процесів виражається в тому, що рівняння руху макроскопічних тіл змінюється зі зміною знака часу: вони не інваріантні при заміні t на – t. При цьому прискорення і сили, що залежать від відстані, не змінюють свої знаки. Знак при заміні t на – t змінюється у швидкості Другий закон термодинаміки Незворотних процесів. Відповідно змінює знак сила, що залежить від швидкості, – сила тертя. Саме тому при вчиненні роботи силами тертя кінетична енергія тіла необоротно переходить у внутрішню.
Спрямованість процесів у природі вказує другий закон термодинаміки.
Другий закон термодинаміки.
Другий закон термодинаміки – один з основних законів термодинаміки, що встановлює незворотність реальних термодинамічних процесів.
Другий закон термодинаміки був сформульовано як закон природи Н. Л. С. Карно в 1824 р., потім У. Томсон (Кельвін) в 1841 р. і Р. Клаузиусом в 1850 р. Формулювання закону різні, але еквівалентні.
Німецький вчений Р. Клаузіус формулював закон так: неможливо перевести теплоту від холодної до гарячої при відсутності інших одночасних змін в обох системах або оточуючих тілах. Це означає, що теплота не може мимоволі переходити від більш холодного тіла до більш гарячого (принцип Клаузіуса).
Згідно формулюванні Томсона процес, при якому робота переходить в тепло без яких-небудь інших змін стану системи, є незворотнім, тобто неможливо перетворити в роботу все тепло, взяте від тіла, не роблячи ніяких інших змін стану системи (принцип Томсона).
Related posts:
- Другий закон термодинаміки, незворотність Другий закон термодинаміки У шкільному курсі фізики ми вивчаємо спрощені процеси, використовуємо приблизні моделі. Однак в реальному житті багато вивчені закони застосувати практично неможливо. Довго час вчені намагалися винайти вічний двигун першого роду. Основним його відміну є здійснення роботи без додаткової допомоги. Тобто для нього не потрібно використовувати паливо. Всі процеси в ньому відбуваються без […]...
- Другий закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки не накладає ніяких обмежень на напрями перетворень енергії з одного виду в інший і на напрям переходу теплоти між тілами, вимагаючи тільки збереження повного запасу енергії в замкнутих системах. Другий закон термодинаміки відображає спрямованість природних процесів і визначає обмеження на можливі напрямки енергетичних перетворень в макроскопічних системах. Як і будь фундаментальний закон, […]...
- Другий початок термодинаміки Причиною всіх змін тієї ж води в природі є дію ще одного фундаментального закону природи, відомого під назвою другого закону термодинаміки. При контакті двох тіл з різною температурою тіло, що має вищу температуру, віддає деяку кількість теплоти і остигає, а тіло, що має більш низьку температуру, отримує деяку кількість теплоти і нагрівається. Відповідно до першого […]...
- Другий закон термодинаміки Як і перший закон, другий закон термодинаміки представляє собою узагальнений опис явищ природи. У своїй класичній”формулюванні він стверджує неможливість побудови машини, що працює постійно за рахунок тепла, що переноситься від менш нагрітого до більш нагрітого тіла. Цю формулювання можна спростити, сказавши, що теплота завжди переноситься в напрямку зменшення температури, подібно молекулам стисненого газу, які завжди […]...
- Другий і третій початок термодинаміки Термодинамічний опис різних фізичних процесів з використанням тільки першого закону термодинаміки є неповним, оскільки не враховує факту існування в природі незворотних процесів. Для побудови адекватної теорії треба було введення додаткового постулату, що отримав назву другого початку термодинаміки. Введення цього почала дозволило розділити опис рівноважних (оборотних) і нерівноважних (необоротних) процесів. До категорії оборотних відносяться процеси, для […]...
- Перший закон термодинаміки – коротко Нагадаємо, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити шляхом теплопередачі або при здійсненні роботи. Припустимо, що над системою одночасно відбувається робота А ‘і їй повідомляється деяка кількість теплоти Q. Наприклад, газ, що знаходиться в циліндрі під поршнем, стискають і передають йому деяку кількість теплоти. Механічна енергія системи при цьому не змінюється. Отже, Зміна внутрішньої енергії […]...
- Перший закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки – це окремий випадок закону збереження енергії, головного закону природи. Він показує, від яких причин залежить зміна внутрішньої енергії. Закон збереження енергії. До середини XIX ст. численні досліди довели, що Важливо механічна енергія ніколи не пропадає безслідно. Падає, наприклад, молот на шматок свинцю, і свинець нагрівається. Сили тертя гальмують тіла, які при […]...
- Оборотні і необоротні процеси. Незворотність теплових процесів Оборотним називається процес, який відповідає таким умовам: Його можна провести в двох протилежних напрямках; В кожному з цих випадків система і навколишні її тіла проходять через одні й ті ж проміжні стану; Після проведення прямого та зворотного процесів система і навколишні її тіла повертаються до вихідного стану. Всякий процес, що не задовольняє хоча б одній […]...
- Перший закон термодинаміки: визначення Перше начало (перший закон) термодинаміки – це закон збереження і перетворення енергії для термодинамічної системи. Відповідно до першого початку термодинаміки, робота може відбуватися тільки за рахунок теплоти або якоїсь іншої форми енергії. Отже, роботу і кількість теплоти вимірюють в одних одиницях – джоулях (як і енергію). Перший початок термодинаміки був сформульований німецьким вченим Ю. Л. […]...
- Три початка термодинаміки Аналогами трьох законів Ньютона в механіці, є три початку в термодинаміки, які пов’язують поняття “тепло” і “робота”: Нульовий початок термодинаміки говорить про термодинамічній рівновазі. Перший початок термодинаміки – про збереження енергії. Другий закон термодинаміки – про теплових потоках. Третій закон термодинаміки – про недосяжність абсолютного нуля. Загальна (нульовий) початок термодинаміки Загальна (нульове) початок термодинаміки говорить, […]...
- Перший закон термодинаміки Енергія замкнутої системи взаємодіють між собою тіл, що залежить від їх швидкостей, положення, температури, форми, хімічного складу і т. п., залишається незмінною. Молекулярна фізика пояснює властивості тіла, розглядаючи рух молекул або атомів, з яких воно складається, і взаємодія між ними. Однак у багатьох випадках характеристики руху і взаємодії між частинками тіла залишаються невідомими, і тоді […]...
- Третій закон термодинаміки – доповідь Пам’ятайте красиве слово “ентропія”? Для тих, хто призабув, нагадаємо, і спробуємо розповісти про те, що таке ентропія таке простими словами: Ентропія – це міра хаосу в будь-якій системі. В якості системи може виступати Ваш письмовий стіл або каструля з борщем, або навіть ця, ну як її… Всесвіт! Чим менше в системі порядку, тим більше ентропія. […]...
- Перший закон термодинаміки для ізопроцесів Ізотермічний процес Так як при даному процесі температура залишається незмінна, то все кількість енергії, яке може бути передано газу, йде тільки на вчинення роботи, без зміни внутрішньої енергії, яка спричинила б за собою зміну температури. Ізохорний процес В даному випадку не відбувається зміна обсягу, а це значить, що робота над газом не відбувається. Отже, все […]...
- Другий закон Ньютона – загальна характеристика Коли на тіло діє відразу кілька сил, то воно рухається з прискоренням, якщо рівнодіюча F цих сил не дорівнює нулю. Нагадаємо, що рівнодіюча кількох сил, одночасно прикладених до тіла, називається сила, яка виробляє на тіло таку ж дію, як всі ці сили разом. Оскільки прискорення виникає в результаті дії сили, то природно припустити, що існує […]...
- Постулати термодинаміки 1. Термодинаміка – це розділ фізики, в якому з найбільш загальних позицій (без звернення до молекулярних уявленням) розглядаються процеси обміну енергією між досліджуваним об’єктом і навколишнім середовищем. Термодинаміка – це вчення про зв’язки та взаємоперетвореннях різних видів енергії, теплоти і роботи. Перелічити всі області знання, в яких використовуються термодинамічні методи дослідження, просто неможливо. Як би […]...
- Перший початок термодинаміки для ізопроцесів Ще стародавній людині було відомо, що шляхом тертя можна отримати вогонь. Але тільки в XIX в. пізнання цього явища отримало кількісне вираження і набуло значення наукового принципу – принципу еквівалентності теплоти і роботи. Р. Клаузіус назвав еквівалентність теплоти і роботи першим початком термодинаміки: “У всіх випадках, коли з теплоти з’являється робота, витрачається пропорційне отриманої роботі […]...
- Закон Фур’є – основний закон теплопровідності У 1807 році французький вчений Фур’є довів експериментально, що у будь-якій точці тіла (речовини) в процесі теплопровідності є властивий однозначний взаємозв’язок між тепловим потоком і градієнтом температури: Де Q – тепловий потік, виражається в Вт; Grad (T) – градієнт температурного поля (сукупності числових значень температури в різноманітних місцях системи в обраний момент часу), одиниці виміру […]...
- Вплив першого початку термодинаміки на адіабатичний процес Щоб визначити вплив першого закону термодинаміки на Адіабатний процес, необхідно чисто теоретично припустити, що в системі відбулося вже дане явище. У цьому випадку можливо, не вдаючись у дрібні нюанси і деталі, стверджувати, що газ при поступовому розширенні здійснює роботу, але при цьому втрачає власну внутрішню енергію. Іншими словами, що здійснюються при адіабатні розширенні газу робота […]...
- Еквівалентність постулатів Клаузіуса і Кельвіна Постулати Клаузиуса і Кельвіна логічно випливають одне з одного. Показати це зовсім не складно. Припустимо спочатку, що невірний постулат Клаузіуса. Тоді існує процес X, єдиним результатом якого є передача тепла Q від менш нагрітого тіла L до більш нагрітого тіла M. Візьмемо тепловий двигун, нагрівачем якого є тіло M, а холодильником – тіло L. Двигун […]...
- Закон Гука: визначення і формула Як відомо, фізика вивчає всі закони природи: починаючи від найпростіших і закінчуючи найбільш загальними принципами природознавства. Навіть в тих областях, де, здавалося б, фізика не здатна розібратися, все одно вона грає першочергову роль, і кожен найменший закон, кожен принцип – ніщо не вислизає від неї. Саме фізика є основою основ, саме ця наука лежить у […]...
- Перетворення енергії: закон збереження енергії Уявіть собі ревучий водоспад. Грізно шумлять потужні потоки води, іскряться на сонці краплі, біліє піна. Красиво, чи не так? Але з точки зору фізика все набагато складніше, ніж здається на перший погляд… Перетворення одного виду механічної енергії в інший А як ви вважаєте, чи володіє ця стихія енергією? Ніхто не буде сперечатися з тим, що […]...
- Закон збереження імпульсу – коротко Нагадаємо, що при взаємодії двох тіл зміна імпульсу перший тіла одно імпульсу сили, що діє на нього з боку другого тіла. Імпульс кожного з взаємодіючих тіл змінився, проте векторна сума їх імпульсів залишилася незмінною. Розглянута система складалася з двох тел. Однак отримані висновки справедливі і в загальному випадку, коли система складається з будь-якого числа тіл […]...
- Механічний рух. Закон руху Навколишній світ не є застиглим, у ньому постійно відбуваються всілякі зміни – “все тече, все змінюється”, і немає необхідності переконувати будь-кого в цій очевидній істині. Найпростішим видом змін, що відбуваються в навколишньому світі, є зміна положень тіл у просторі, механічний рух. Механічним рухом називається зміна положень тіл у просторі з плином часу. При русі матеріальної […]...
- Закон збереження енергії Нехай деякий матеріальне тіло взаємодіє з іншими нерухомими тілами, причому всі сили взаємодії є потенційними. Позначимо кінетичну енергію тіла в деякий початковий момент часу K0, а потенційну енергію його взаємодії з іншими тілами в той же момент часу U0, через K, U – позначимо кінетичну і потенційну енергії в довільний момент часу. У цьому випадку […]...
- Політичні процеси Різноманітні форми політичної діяльності суб’єктів політики утворюють політичний процес. У загальній формі політичний процес можна охарактеризувати як послідовна зміна, рух, розвиток політичного життя, має певну спрямованість. Політичний процес можна розуміти по-різному: – по-перше, як форму функціонування політичної системи суспільства та її розвитку; – по-друге, як один з суспільних процесів, який відрізняється від правового, економічного, ідеологічного […]...
- Закон заломлення Снелліуса “Ах, де ж ти, світлий промінь?” – Писав поет Джеймс Макферсон, ймовірно, не обізнаний про фізичне явище заломлення світла. Закон Снелліуса стосується повороту, або заломлення, світла (або інших хвиль) при проходженні кордону двох середовищ: наприклад, коли він потрапляє з повітря в скло. Зміна напрямку поширення хвиль викликано відмінностями їх швидкостей в цих середовищах. Ви можете […]...
- В’язке тертя і опір середовища Сила опору при русі у в’язкому середовищі На відміну від сухого в’язке тертя характерно тим, що сила в’язкого тертя звертається в нуль одночасно зі швидкістю. Тому, як би не була мала зовнішня сила, вона може повідомити відносну швидкість верствам в’язкої середовища. Слід мати на увазі, що, крім власне сил тертя, при русі тіл в рідкому […]...
- Статистичний сенс другого початку термодинаміки Уважний аналіз процесів, пов’язаних з тепловим рухом молекул, свідчить про те, що, на відміну від механічних рухів, теплові процеси зазвичай бувають незворотними. Виникає природне запитання, яким чином сукупність великого числа частинок, в якій рух кожної окремої частки підкоряється законам механіки, здатна тільки до незворотних змін. Причину цього молекулярно-кінетична теорія бачить у величезному числі молекул, що […]...
- Принцип роботи холодильної машини У теплових двигунах робота здійснюється за рахунок енергії, отриманої від нагрівача. При цьому кількість теплоти, отримана від нагрівача, частково йде на здійснення роботи, а частково передається холодильника. Виникає питання, як здійснити зворотний процес, т. Е. Як передати енергію від менш нагрітого тіла більш нагрітого. Другий закон термодинаміки забороняє такий процес, якщо він єдиний. Однак він […]...
- Процеси в управлінні проектами Роль процесів в управлінні проектами Управління проектами являє собою групу взаємопов’язаних і послідовних процесів, за допомогою яких здійснюється проект. Процеси ініціації Так, до групи процесів ініціації, які визначають новий проект або нову фазу проекту, входять два процеси: – процес розробки Статуту проекту, який передбачає розробку документа, санкціонує початок проекту або початок фази проекту, де прописуються […]...
- Фізичні процеси в електричних ланцюгах Електромагнітне поле є носієм енергії, вона зосереджена як всередині, так і зовні проводів. Тому для розгляду фізичних процесів в електричних ланцюгах в повному обсязі необхідно провести розрахунок і повне дослідження електромагнітного поля на заданій ділянці ланцюга. Для того щоб провести даний аналіз, використовують диференціальні поняття і параметри, які характеризують електромагнітне поле в досліджуваної точці. Математичний […]...
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- Другий Ватиканський собор Другий Ватиканський собор почався з ініціативи Папи Івана XXIII у 1962 році і тривав до 1965 року, коли Папою став уже Павло VI. На Другому Ватиканському соборі були прийняті дві постанови, які є догматично обов’язковими (Lumen Genitum і Dei Verbu), а також ряд інших документів. Другий Ватиканський собор вніс масштабні зміни в літургійну практику Римсько-католицької […]...
- Закон збереження електричного заряду – це Використаний Ш. Кулоном спосіб розподілу заряду неявно припускає, що при зіткненні двох однакових кульок їх сумарний заряд зберігається. Фактично Ш. Кулон використав гіпотезу про збереження електричного заряду. Численні експерименти по вимірюванню зарядів у різних системах підтвердили цю гіпотезу. В даний час вважається точно встановленим закон збереження електричного заряду: сумарний електричний заряд замкнутої системи зберігається. Так, […]...
- Оборотні процеси У розділі “Теплові машини” ми відзначили, що ізотермічні і адіабатні процеси роблять машину Карно оборотною, але не пояснили – чому. Крім того, ми сказали, що всі реальні процеси необоротні. Як це поєднати з згаданої оборотністю циклу Карно? Насамперед, потрібно розповісти про найважливішу (поряд з ідеальним газом) ідеалізації в термодинаміки – рівноважних оборотних процесах. Рівноважний стан […]...
- Закон структури Закон структури – закон, що розкривається в якості внутрішньої і необхідною, загальною і істотного зв’язку елементів і явищ структури. Вираз в законі структури загальних і істотних відносин і зв’язків структури, абстрактних від частковостей і випадковостей. Збіднення закону в порівнянні з явищем структури, в якому знаходить своє вираження як загальне, так і приватне. Аналогічна збіднення суті […]...
- Закон теплопровідності Фур’є Великий італієць Данте Аліг’єрі писав, що подібно до того, як не можна відокремити жар від вогню, не можна відокремити красу від Вічності. Природа теплоти також цікавила французького математика Жозефа Фур’є, добре відомого своїм законом теплопровідності в твердих тілах, згідно з яким потік тепла між двома точками в якомусь речовині пропорційний різниці температур між цими точками […]...
- Закон структури музичного твору Закон структури музичного твору – закон, що розкривається в якості внутрішньої і необхідною, загальною і істотного зв’язку елементів і явищ будь-якої зі структур музичного твори (у тому числі: временнóй, гармонійної, динамічної, тембрової, темпової, штриховий та ін.). Залежно від того, чи поширюється цей закон на структури всіх музичних творів, на структури творів, пов’язаних тільки з певною […]...
- Закон радіоактивного розпаду: визначення Математично закон радіоактивного розпаду виражається формулою: Тут N0 – число радіоактивних атомів в початковий момент часу t = 0. За цією формулою знаходять число нерозпавшихся атомів N у будь-який момент часу. Резерфорд, досліджуючи перетворення радіоактивних речовин, встановив досвідченим шляхом, що їх активність зменшується з плином часу (під активністю розуміють число ядер, що розпадаються в одиницю […]...
- Другий і третій триместри Другий триместр. На 14-16-му тижні продовжують формуватися кінцівки і суглоби вже рухаються. На пальчиках розвиваються нігті, і м’які волосся покривають весь плід. У цей час плід складає в довжину 12 см і важить 125 г. Після 14-го тижня починається швидке зростання. На 16-му тижні нирки починають виділяти сечу. На 20-му тижні плід ворушиться, і мати […]...