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 з цих умов, є незворотнім.
Так, можна довести, що абсолютно пружна кулька, падаючи у вакуумі на абсолютно пружну плиту, повернеться після відбиття у вихідну точку, пройшовши у зворотному напрямку всі ті проміжні стани, які він проходив при падінні.
Але в природі немає строго консервативних систем, в будь-якій реальній системі діють сили тертя. Тому всі реальні процеси у природі необоротні.
Реальні теплові процеси також незворотні.
Приклади:
При дифузії вирівнювання концентрацій відбувається мимовільно. Зворотний же процес сам по собі ніколи не піде: ніколи мимовільно суміш газів, наприклад, не розділиться на складові її компоненти.
Отже, дифузія – незворотний процес.
Теплообмін, як показує досвід, також є односторонньо спрямованим процесом. В результаті теплообміну енергія передається сама по собі завжди від тіла з високою температурою до тіла з більш низькою температурою. Зворотний процес передачі теплоти від холодного тіла до гарячого сам по собі ніколи не відбувається.
Незворотнім є також процес перетворення механічної енергії у внутрішню при непружному ударі або при терті.
Тим часом з першого закону термодинаміки спрямованість і тим самим незворотність теплових процесів не випливає. Перший закон термодинаміки вимагає лише, щоб кількість теплоти, віддана одним тілом, в точності дорівнювала кількості теплоти, яку отримає інша. А ось питання про те, від якого тіла, від гарячого до холодного або навпаки, перейде енергія, залишається відкритим.
Спрямованість реальних теплових процесів визначається другим законом термодинаміки, який був встановлений безпосереднім узагальненням дослідних фактів. Це постулат. Німецький вчений Р. Клаузіус дав таке формулювання другого закону термодинаміки: неможливо перевести тепло від більш холодної системи до більш гарячої при відсутності інших одночасних змін в обох системах або оточуючих тілах.
З другого закону термодинаміки випливає неможливість створення вічного двигуна другого роду, тобто двигуна, який би здійснював роботу за рахунок охолодження якого-небудь одного тіла.
Related posts:
- 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 […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Методи розрахунку термодинамічних процесів Розглянуті в попередніх розділах початку термодинаміки можуть бути застосовані до розрахунку різних термодинамічних процесів, як для рівноважних, так і для нерівноважних систем. Для розрахунку рівноважних систем найбільш кращим є метод термодинамічних потенціалів. Цей метод дозволяє розраховувати параметри стану без детального аналізу всіх процесів, що протікають при переході термодинамічної системи з одного рівноважного стану в інший. […]...
- Принцип роботи теплових машин З найдавніших часів люди користувалися енергією палива для приготування їжі, обігріву житла та обробки металів. Але після появи теплових двигунів особливе значення набуло застосування енергії палива для приведення в рух різних механізмів. Зрозуміло тому, наскільки важливо знати способи найбільш ефективного використання палива для здійснення роботи. Для використання внутрішньої енергії тіла потрібно її “відняти” у тіла. […]...
- 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, […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Термодинаміка Дослідження процесу перетворення теплоти в роботу і назад, здійснені в XIX в. С. Кална, Р. Майєром, Д. Джоулем, Г. Гемгольцем, Р. Клаузиусом, У. Томсоном (лордом Кельвіном), призвели до висновків, про які Р. Майер писав: “Рух, теплота… електрику являють собою явища, які вимірюються один одним і переходять один в одного за певними законами “[3]. Г. Гемгольц […]...
- Використання адіабатного процесу в теоретичних циклах теплових машин Насправді на сьогоднішній день більше 90% електроенергії виробляється тільки на теплових електростанціях. У них в якості робочого тіла застосовується водяна пара, який можливо отримують при кипінні води в адіабатні процесі. За аналогією з застарілими поршневими автомобілями працюють і турбінні. Але в них адіабатичний процес відведення теплової енергії по завершенні поступового розширення газу виконується виключно за […]...
- 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. […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Кількість теплоти Термодинаміка – наука, яка вивчає зв’язок між речовиною роботою і теплотою. Над удосконаленням цієї науки трудилися такі вчені як Гіббс, Карно, Джоуль, Клаузіус, Кельвін та ін. Вони допомогли пояснити сенс теплопровідності речовини і теплоємності, теплоти фазових переходів, теплового розширення тіл. Теплотою в термодинаміки називають внутрішню кінетичну енергію речовини, яка визначається хаотичними рухами складових речовини: атомів […]...
- 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 […]...
- Кількість теплоти: доповідь Мірою зміни внутрішньої енергії в процесі теплопередачі є кількість теплоти. Кількість теплоти позначається буквою Q, одиниця кількості теплоти – джоуль. Кількість теплоти Q, отримане або віддане тілом масою т в процесі теплопередачі, розраховується за формулою: Q = cm (T2 – T1), Де c – питома теплоємність речовини, T2 – початкова температура тіла, T1 – кінцева […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Відмінність кількості теплоти і роботи Кількість теплоти – це міра зміни внутрішньої енергії, яку тіло отримує (або віддає) в ході теплообміну. У міжнародній системі одиницею кількості теплоти, також як роботи і енергії, прийнятий джоуль: [Q] = [A] = [E] = 1 Дж. На практиці так само вживають внесистемную одиниця кількості теплоти – калорія. 1 кал. = 4,2 Дж. Відмінність кількості […]...
- Термодинамічні стани і термодинамічні процеси В курсі механіки було введено поняття фізичної системи (системи тіл), для опису якої були використані закони динаміки. Таку систему називають механічною системою. Коли крім законів механіки потрібно застосування законів термодинаміки, систему називають термодинамічною системою. Як ми вже відзначали у вступі, необхідність використання цього поняття виникає, якщо число елементів системи дуже велике і руху окремих її […]...
- 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, […]...
- Реінжиринг бізнес-процесів Реінжиринг дозволяє переосмислити багато процесів і перенаправити їх в потрібне русло. В наслідок це дає можливість істотно поліпшити результати компанії і підняти ефективність її роботи. В результаті робіт підвищуються темпи розвитку, поліпшується сервіс, стає кращим якість продукції, знижується ціна. До типових бізнес-процесів, які мають місце в реінжирингової діяльності можна віднести: При цьому ефективність бізнес-процесів залежить […]...
- Державне регулювання інноваційних процесів Інновація – це нововведення в тій чи іншій галузі, які раніше не використовувалося, але відкрите зараз, що приносить певну користь. Механізми державного регулювання інноваційних процесів можуть бути наступними: Акумуляція коштів на наукові дослідження та інновації; Координація інноваційної діяльності, тобто визначення загальних стратегічних орієнтирів інноваційних процесів; стимулювання інновацій; Створення правової бази інноваційних процесів; Формування науково-інноваційної інфраструктури; […]...
- 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 […]...
- Екологічні проблеми використання теплових машин Робота теплових машин заснована на згорянні палива. Це є причиною появи ряду проблем. Процес горіння палива супроводжується потраплянням в атмосферу двоокису вуглецю, сірчистого та фосфорного газів. Останні, зв’язуючись з повітряними парами, утворюють кислоти, які потрапляють на землю з краплями під час дощу. Це викликає хімічні пошкодження людей, тварин і технічних споруд. Вуглекислий газ вважається винуватцем […]...
- 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 […]...
- Система бізнес-процесів Що таке система бізнес-процесів? Система бізнес-процесів – це послідовність пов’язаних певним чином дій, націлених на досягнення поставлених бізнес-завдань (Див. Завдання стратегічного менеджменту) і цілей. Вибудовування і управління такою послідовністю передбачає використання управлінських алгоритмів, схем. Система складається з взаємозв’язаних бізнес-процесів. Здійснення невеликого проекту в рамках будь-якої організації можна вже назвати бізнес-процесом. При цьому цей проект може […]...
- Психічні пізнавальні процеси Виникнення і розвиток психіки відбувається в безперервній взаємодії її з фізичним навколишнім світом. Розвиток психічних пізнавальних процесів відбувається в конкретних умовах взаємодії з нашою планетою. Періодичні та досить стійкі зміни таких умов, як сила тяжіння, перехід від зими до літа, від дня до ночі, які дозволяють викликати фотохімічні реакції і визначати конкретну точку звіту в […]...
- Активізація та порушення процесів мислення Мислення людини, як і психіка в цілому, знаходиться в постійному розвитку. Розум – необхідна умова виживання людства. Ще 2600 років тому про це говорив Конфуцій, заявляючи, що перед людиною є три шляхи до розуму: шлях роздумів – найблагородніший; шлях наслідування – це найлегший; шлях особистого досвіду – це найважчий. До роботи над собою в цьому […]...
- Оборотні активи Оборотні активи – це активи, які служать або погашаються протягом 12 місяців, або протягом нормального операційного циклу організації (якщо він перевищує 1 рік). Багато оборотні активи використовуються одномоментно при відпустці їх у виробництво (наприклад, сировину і матеріали). Оборотні активи є однією з двох груп активів організації (друга – необоротні активи). Відповідно, один з двох розділів […]...
- Екологічні проблеми теплових машин Використовувати тепло для здійснення будь-якої механічної роботи люди навчилися ще кілька століть тому. Для діяльності теплових машин практично завжди потрібно паливо, яке згорає і утворює вихлоп. Таким чином, відбувається забруднення навколишнього середовища. Що таке теплова машина? Тепловими машинами називають двигуни і більш прості механізми, які використовують теплову енергію для виконання певних функцій. Даний термін дуже […]...
- Біологічне значення окислювально-відновних процесів Процеси обміну речовин, дихання, гниття, бродіння, фотосинтезу є в своїй основі окислювально-відновними процесами. У разі аеробного метаболізму основним окислювачем є молекулярний кисень, а відновником – органічні речовини продуктів харчування. Показником того, що в основі життєдіяльності організму лежать окислювально-відновні реакції, є біоелектричні потенціали органів і тканин. Біопотенціали є якісної і кількісної характеристикою напрямки, глибини і інтенсивності […]...
- 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 […]...
- Молекулярна фізика – коротко Людину оточують різноманітні тіла. Речовини, з яких ці тіла складаються, можуть бути як природного, так і штучного походження. Розвиток техніки вимагає створення нових речовин з певними властивостями: володіють малою щільністю, але високою міцністю; малою теплопровідністю або великою твердістю і т. п. Впливати на властивості речовини, змінювати їх, створювати речовини, що володіють певними властивостями, стало можливим […]...
- Вимірювання економічних процесів, об’єктів і систем Сучасна система економічних вимірів міститься в книзі Л. Г. Евланова “Теорія і практика прийняття рішень” (1984 г.), в тому числі: елементи теорії вимірювань; шкали вимірювань; методи суб’єктивних вимірів; узгодження кількісних і якісних вимірів; вимір достовірності ситуацій; вимір важливості цілей; вимір переваг і ін. У характеристиці елементів теорії управління використані наступні категорії і поняття. У процесі […]...