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 прагнуть зайняти максимальний обсяг і тому переміщуються в область більш низького тиску.
З формулювання другого закону випливає, здавалося б, очікувати, що за будь мимовільному (спонтанному) процесі внутрішня енергія системи завжди буде зменшуватися. Іншими словами, видається природним, що система спонтанно переходить в стан, що характеризується меншим значенням внутрішньої енергії. Це твердження повністю справедливо відносно ізольованої системи. Однак більшість систем, що представляють певний інтерес для біолога, є відкритими системами, в яких приплив енергії із зовнішнього середовища може підвищити величину їх внутрішньої енергії. Цікаво, що деякі хімічні процеси дійсно протікають із збільшенням внутрішньої енергії систем, у той час як в інших випадках ця енергія убуває. Отже, одне лише зменшення внутрішньої енергії не є надійним критерієм, що вказує на здатність системи до мимовільного зміни.
Таким чином, в цих умовах мимовільне протягом процесу визначається характером зміни ентропії. Ми можемо тому сказати, що освіта комплексу білків з іонами металів являє собою мимовільно протікає процес, тому що загальна ентропія системи при цьому зростає (AS позитивно). На жаль, в класичній термодинаміці відсутній пояснення поняття ентропії на молекулярному рівні. Деякі використовувані в цих випадках прості аналогії не полегшують розуміння питання, а швидше ведуть убік від його рішення. На даній стадії викладу студент повинен просто прийняти поняття ентропії в якості зручного інструменту, який дозволяє робити вірні прогнози щодо поведінки системи.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)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 […]...
- 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 […]...
- 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: 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. […]...
- 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 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 […]...
- 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. […]...
- Способи зміни внутрішньої енергії: доповідь Внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити в процесі здійснення роботи або шляхом теплопередачі. Якщо взяти монету і потерти її об поверхню столу, то через деякий час можна відчути, що монета нагрілася, отже, зросла її внутрішня енергія. На дотик можна визначити підвищення температури цвяха, що забивається молотком. В цьому випадку механічна енергія молотка перетворюється у внутрішню […]...
- 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, […]...
- 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 […]...
- Неможливість створення вічного двигуна Довгий час вчені робили спроби створення вічного двигуна, т. є. Такого пристрою, який здійснювало б механічну роботу тільки за рахунок внутрішньої енергії, не отримуючи енергії ззовні. З першого закону термодинаміки випливає неможливість створення такого двигуна. Дійсно, якщо до системи не підводять енергію, т. Е. Q = 0, то робота буде відбуватися тільки за рахунок внутрішньої […]...
- 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 […]...
- Закон збереження енергії в коливальному контурі Як вже розглядалося раніше, під час коливань в коливальному контурі відбувається перехід заряду з конденсатора в котушку і назад. У кожній з частин такого контуру здійснює певну роботу. Тому для такого переміщення заряду і струму необхідна енергія. Так само, як і в випадку з описом кожної частини періоду, так і з енергією є така ж […]...
- Кількість теплоти – формула Всі ми знаємо, що змінити внутрішню енергію можна за допомогою теплообміну (теплопередачі). Даний процес відбувається завдяки передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого без учинення роботи. У той час, коли в результаті теплообміну, тіло змінило свою енергію, кажуть, що воно отримало деяку кількість теплоти. Якщо тіло отримує тепло, то кількість теплоти і зміна […]...
- Механічна енергія Енергія є мірою руху і взаємодії будь-яких об’єктів в природі. Є різні форми енергії: механічна, теплова, електромагнітна, ядерна… Досвід показує, що енергія не з’являється нізвідки і не зникає безслідно, вона лише переходить з однієї форми в іншу. Це сама загальне формулювання закону збереження енергії. Кожен вид енергії являє собою деяке математичне вираження. Закон збереження енергії […]...
- Еквівалентність теплоти і роботи Перший закон термодинаміки відображає той факт, що внутрішня енергія системи може бути змінена як у процесі здійснення роботи, так і в результаті теплопередачі. Робота і кількість теплоти є заходами зміни внутрішньої енергії системи при різних процесах. Очевидно, що внутрішня енергія системи може бути змінена на одне і те ж значення тільки при передачі їй деякої […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Ентропія і термодинамічна ймовірність Другий закон термодинаміки стверджує, що всі необоротні процеси (а такими є практично всі теплові процеси, в усякому разі, всі процеси, які протікають природно) йдуть так, що ентропія тіл, які беруть у них участь, зростає, прагнучи до максимального значення. Максимальне значення ентропії досягається тоді, коли система приходить в рівноважний стан. Разом з тим вище вже зазначалося, […]...
- Внутрішня енергія: доповідь Внутрішня енергія – найважливіша умова існування і характеристика всіх тіл живої та неживої природи. Для того щоб визначити її значення в організації життя на нашій планеті, згадаємо основні фізичні поняття термодинаміки. Макроскопічні тіла складаються з рухомих і взаємодіючих частинок: молекул, атомів, іонів. У свою чергу, атоми і ядра атомів теж складаються з рухомих і взаємодіючих […]...
- Зміна внутрішньої енергії тіла при теплових процесах Теплові явища – це явища, пов’язані з процесами нагріву і охолодження, зміною агрегатного стану, тобто плавлення і затвердіння, випаровування і конденсації. Розглянемо теплові явища з точки зору зміни внутрішньої енергії тіла. Зміна температури тіла залежить від зміни кінетичної енергії руху молекул в цьому тілі. При цьому зміні підлягає і потенційна енергія взаємодії цих молекул, виключаючи […]...
- Конфігурація молекул При грі в кості число сім випадає частіше, ніж будь-яке інше число, тому що воно утворюється в результаті більшого числа довільних комбінацій інших чисел. Абсолютно з тих же міркувань число молекул, що знаходяться в якомусь даному стані (конфігурації), буде залежати від кількості енергетичних рівнів, що відповідають даній конфігурації і доступних для молекул. Переважатимуть конфігурації, відповідні […]...
- 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 […]...
- Питома теплоємність, теплота плавлення і паротворення Кількість теплоти – це енергія, що отримується тілом, яка призводить до зростання його внутрішньої енергії і температури. Навпаки, тіла, що втратили якусь кількість теплоти, зменшують свою внутрішню енергію і охолоджуються. Внутрішню енергію тіла можна змінити або вчинивши роботу над ним, або змінивши його температуру. Процес, при якому внутрішня енергія даного тіла змінюється, але при цьому […]...
- Коли механічна енергія зберігається? При падінні каменю його потенційна енергія зменшується. Але при цьому швидкість каменю збільшується, а значить, збільшується і кінетична енергія каменю. При русі ж каменя, кинутого вгору, його потенційна енергія збільшується, але зменшується кінетична енергія. Таким чином, кінетична енергія може перетворюватися в потенційну, і назад. Досліди і розрахунки показують, що якщо між тілами системи діють тільки […]...
- Температура та теплова рівновага системи Поняття температури тісно пов’язане з поняттям теплового рівноваги. Якщо два тіла різної температури привести в зіткнення, то, як показує досвід, між ними буде відбуватися теплообмін – процес передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, що супроводжується змінами ряду фізичних параметрів. Через деякий час зміна макроскопічних параметрів тел припиняється, тобто тіла приходять у стан […]...
- Закон додавання швидкостей Хай є дві системи відліку. Одна з них пов’язана з нерухомим тілом відліку O. Цю систему відліку позначимо K і будемо називати нерухомою. Друга система відліку, що позначається K ‘, пов’язана з тілом відліку O’, яке рухається відносно тіла O зі швидкістю і. Цю систему відліку називаємо рухомій. Додатково припускаємо, що координатні осі системи K […]...
- Закон Ома – закон пропорційності Формулювання Закону Ома для повного кола і для ділянки кола – це твердження пропорційності. Встановлюється достатня проста алгебраїчна зв’язок між величинами сили струму, суми опорів (r + R) і ЕРС джерела струму. Сила струму в електричному ланцюзі, прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна сумі внутрішнього опору цього джерела і загального опору кола. Найбільш зрозуміле […]...
- Внутрішня енергія тіла Молекули, з яких складається тіло, постійно здійснюють безладне тепловий рух. Вони рухаються відносно один одного, обертаються, здійснюють коливальні рухи (подібно пружинам). Існує кінетична енергія такого руху, а також потенційна енергія коливань молекул. Крім того, існує потенційна енергія взаємодії молекул між собою (за рахунок сил тяжіння і відштовхування). Сума всіх цих енергій і становить внутрішню енергію […]...
- 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 […]...
- 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 Ома для повного кола Розглянемо докладніше процеси, що протікають в замкнутій ланцюга електричного струму, що містить джерело (дивись малюнок). Всередині джерела під дією сторонніх сил починається розділення зарядів: позитивно заряджені частинки рухаються до позитивного полюса джерела, а негативні частинки до негативного. Розділені заряди створюють всередині джерела електричне поле E⃗ E →, спрямоване від “плюса” до “мінуса”, яке перешкоджає подальшому […]...
- Закон Гесса Цей закон заслужено вважають головним законом термохімії. Формулювання закону Гесса закону виглядає так: Чисельні значення теплових ефектів, під час протікання хімічних реакцій не залежать від того яким чином протікають самі процеси. Закон ГессаОсновной закон термохімії говорить, що якщо є безліч різних способів провести одну і ту ж хімічну реакцію, то теплові процеси будуть однакові у […]...
- Теплова смерть Всесвіту Відповідно до другого початку термодинаміки, якщо в ізольованій системі мають місце незворотні процеси, то ентропія такої системи може тільки зростати. Реальні процеси, як свідчить досвід, є незворотними. Вони супроводжуються мимовільним перетворенням енергії в теплоту (розсіювання енергії). При цьому внаслідок теплообміну температури тіл вирівнюються. Такі процеси йдуть відповідно до закону збереження енергії і з законом зростання […]...
- Закон збереження зарядів Енергія не єдине в природі, що підкоряється закону збереження. До числа законів збереження, які Ричард Фейнман називав великими, крім уже відомих нам законів збереження енергії та імпульсу, відноситься також закон збереження електричних зарядів. Існує повний електричний заряд ізольованої системи, який при будь-яких змінах залишається постійним. Коли ви втрачаєте заряд в одному місці, він завжди виявляється […]...
- 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 […]...
- Плавлення льоду Плавлення льоду являє собою спонтанний процес, хоча необхідна теплова енергія надходить до льоду з навколишнього середовища. Тому мимовільне протягом процесу має бути пов’язане зі зміною ентропії льоду. Розглядаючи процес плавлення на молекулярному рівні можна бачити, що молекули, перебуваючи в рідкій фазі, мають значно більшою свободою руху. Свобода пересування молекул води, що входять до складу кристалічної […]...
- Перший закон Ньютона – коротко В якості першого постулату Ньютон назвав принцип інерції, сформульований Галілеєм, кілька уточнивши його. Зокрема, Галілей, на відміну від Ньютона, відносив до руху за інерцією випадок руху по колу з постійною за модулем швидкістю. Поправки в формулювання закону вносилися і після Ньютона. Найбільш важливою з них є поправка про те, що принцип інерції виконується тільки в […]...