Постулати Клаузиуса і Кельвіна
Незворотність процесів теплопередачі від гарячого тіла до холодного і перетворення механічної енергії у внутрішню була постульовано в другому законі термодинаміки. Дві еквівалентні формулювання другого закону термодинаміки належать Клаузиусу і Том-сону (лорду Кельвіном).
Постулат Клаузіуса. Неможливий процес, єдиним результатом якого є передача тепла від менш нагрітого тіла до більш нагрітого.
Процес, при якому тепло передається від менш нагрітого тіла до більш нагрітого, відбувається в холодильних машинах. Але ця передача тепла не є єдиним результатом даного процесу. Відбуваються зміни і в інших тілах – наприклад, працює зовнішнє джерело енергії. Постулат Клаузіуса стверджує неможливість мимовільної теплопередачі від холодного тіла до гарячого.
Постулат Кельвіна. Неможливий циклічний процес, єдиним результатом якого є отримання роботи за рахунок охолодження теплового резервуара. У тепловому двигуні робота A виходить за рахунок відведення тепла Q1 від теплового резервуара – нагрівача. Але отримання роботи не є єдиним результатом даного процесу. Ми вже відзначали, що для забезпечення циклічності роботи теплового двигуна якусь кількість теплоти Q2 має бути віддано іншому резервуару – холодильника. Тому відбуваються зміни і в інших тілах.
Фактично постулат Кельвіна забороняє існування теплового двигуна з ККД, рівним одиниці.
Гіпотетичний тепловий двигун, цілком перетворює в роботу надходить від нагрівача тепло, називається вічним двигуном другого роду. Він не суперечить закону збереження енергії. Якби такий двигун був винайдений, люди отримали б можливість без втрат перетворювати в роботу величезні запаси внутрішньої енергії морів і океанів. Але неможливість створити вічний двигун другого роду якраз і затверджується постулатом Кельвіна.
Related posts:
- 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 […]...
- 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, […]...
- Температурна шкала Фаренгейта, Цельсія, Кельвіна Найвідомішими, на даний момент, температурними шкалами є шкали Фаренгейта, Цельсія і Кельвіна. Температурна шкала Фаренгейта найбільш популярна в США. Вимірюється температура в градусах, наприклад, 48,2°F (сорок вісім і два градуси за Фаренгейтом), символ F вказує, що використовується шкала Фаренгейта. Європейці звикли до температурної шкали Цельсія, яка вимірює температуру також в градусах, наприклад, 48,2°C (сорок вісім […]...
- Постулати Бора – доповідь Виходячи з усього описаного, і того, що навколо нас не відбувається постійного руйнування всіх предметів, можна зробити висновок, що закони механіки не є справедливими для мікросвіту. А що насправді відбувається в атомі, ми розглянемо прямо зараз. Описати, що відбувається в атомі гідрогену, ризикнув вчений Н. Бор, який запропонував кілька правил (постулатів), які певним чином відрізнялися […]...
- 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 […]...
- Теплові машини Коротко кажучи, теплові машини перетворять теплоту в роботу або, навпаки, роботу в теплоту. Теплові машини бувають двох видів – залежно від напрямку протікають у них процесів. 1. Теплові двигуни перетворять теплоту, що надходить від зовнішнього джерела, в механічну роботу. Автомобільний двигун внутрішнього згоряння – це приклад теплового двигуна. У ньому відбувається перетворення тепла, що виділяється […]...
- 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 […]...
- Принцип дії теплових двигунів Тепловий двигун – це пристрій, що перетворює внутрішню енергію палива в механічну енергію. Відповідно до другого початку термодинаміки, тепловий двигун може безперервно здійснювати періодично повторювану механічну роботу за рахунок охолодження оточуючих тіл, якщо він не тільки отримує теплоту від більш гарячого тіла (нагрівача), але при цьому віддає теплоту менш нагрітому тілу (холодильника). Отже, на здійснення […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- ККД теплового двигуна Тепловим називається двигун, який виконує роботу за рахунок джерела теплової енергії. Теплова енергія (Qнагревателя) від джерела передається двигуну, при цьому частина отриманої енергії двигун витрачає на виконання роботи W, невитрачених енергія (Qхолодільніка) відправляється в холодильник, роль якого може виконувати, наприклад навколишнє повітря. Тепловий двигун може працювати тільки в тому випадку, якщо температура холодильника менше температури […]...
- Постулати Евкліда З постулатів Евкліда видно, що Евклід представляв простір як пусте, безмежне, изотропное і тривимірне. Нескінченність і безмежність простору передбачається такими постулатами Евкліда, як тези про те, що від усякої точки до всякої точки можна провести пряму лінію, що обмежену пряму можна безперервно продовжити по прямій, що з усякого центру і всяким розчином циркуля може бути […]...
- Постулати Бора Численні досліди, проведені вченими всього світу, підтвердили, що ядерна модель атома Резерфорда абсолютно правильна. Тому вчені прийшли до думки, що застосування законів класичної фізики має обмеженість. Вперше зважився визнати даний факт вчений з Данії Нільс Бор. Вчений, в 1913 році, грунтуючись на суперечливих експериментальних фактах, сформулював основні положення нової теорії – постулати. Постулати Бора продемонстрували […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Необоротні процеси в фізиці Вам відомо, що при теплообміні тіло, що має більш високу температуру, віддає деяку кількість теплоти і остигає, а тіло, що має більш низьку температуру, отримує деяку кількість теплоти і нагрівається. У відповідності з першим законом термодинаміки можливий і такий процес, при якому менше нагріте тіло віддає деяку кількість теплоти більш нагрітого тіла і ще сильніше […]...
- Фазові переходи I і II роду Існують фазові переходи першого і другого роду. Фазовий перехід I роду. Фазовим переходом першого роду називають процес, при якому стрибком змінюються внутрішня енергія, щільність, ентропія і ін. Властивості фізичної системи. Процес переходу I роду супроводжується поглинанням або виділенням тепла (теплота фазового переходу). Прикладом фазового перетворення I роду є зміни агрегатного стану речовини: перетворення рідини в […]...
- Холодильні машини Життєвий досвід і фізичні експерименти говорять нам про те, що в процесі теплообміну теплота передається від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, але не навпаки. Ніколи не спостерігаються процеси, в яких за рахунок теплообміну енергія мимоволі переходить від холодного тіла до гарячого, в результаті чого холодне тіло ще більше остигало б, а гаряче тіло – […]...
- Ідеальний тепловий двигун Французький учений Карно, вирішуючи проблему підвищення ефективності теплових двигуни, запропонував модель ідеального теплового двигуна. Робочим тілом в нім служить ідеальний газ. Енергетично найбільш вигідними є Адіабатний і ізотермічний процеси, що відбуваються з ідеальним газом. У них вся отримана робочим тілом енергія перетворюється в роботу. Нагадаємо, що при Ізохоричний процесі робота не звершується, при изобарном на […]...
- Способи зміни внутрішньої енергії Виникає питання, як визначити внутрішню енергію тіла. Це завдання можна вирішити лише для найпростіших макроскопічних систем, і дещо пізніше ви навчитеся це робити. У більшості ж випадків розрахувати внутрішню енергію системи неможливо, так як для цього треба було б знати енергію руху і взаємодії кожної молекули. Згадайте, при вивченні теореми про зміну кінетичної енергії зазначалося, […]...
- Теплопровідність Явище теплопровідності являє собою процес передачі кінетичної енергії теплового руху від молекул нагрітого тіла (частини тіла) молекулам холодного тіла (частини тіла) в процесі їх зіткнень. При цьому самі молекули не покидають своїх місць. Процес теплопровідності відбувається тільки при наявності різниці температур тіл або частин тіла. Згідно законам фізики кількість теплоти Q, передане в результаті теплопровідності […]...
- ККД ідеального теплового двигуна Оскільки тепловий двигун Карно найекономічніший, він має і найвищий коефіцієнт корисної дії при даній температурі нагрівача і холодильника. Він дорівнює: Або З цієї формули випливає, що ККД ідеального теплового двигуна завжди менше одиниці, навіть якщо усунені всі втрати енергії. Це пов’язано з тим, що деяка кількість теплоти завжди передається холодильнику. Карно довів, що ККД будь-якого […]...
- Фізичні постулати Ейнштейна Альберт Ейнштейн – найбільша постать в історії фізики. Для вирішення труднощів, описаних вище, він відмовився від деяких сформованих у фізиці підвалин і вдався до дуже радикальні кроки. Сформулюємо ще раз ті проблеми, з якими зіткнулася фізика, і їх рішення, запропоновані Ейнштейном. 1. Не вдається виявити привілейовану систему відліку, пов’язану з нерухомим світовим ефіром. Так її […]...
- Постулати Ейнштейна В основі спеціальної теорії відносності А. Ейнштейна лежать два постулати, зміст яких можна виразити так: При однакових умовах, реалізованих окремо в двох системах відліку – деякої інерціальної системи К і системи К’, що рухається рівномірно і прямолінійно щодо системи I – будь-які фізичні процеси в цих системах відліку протікають однаково. У природі існує гранична (максимальна) […]...
- 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 […]...
- Доповідь на тему “Теплові двигуни” Ідея створення аналога теплового двигуна зародилася ще давним-давно. Чого вартий легенда про Архімеда, нібито побудував гармату, яка робила постріли за допомогою пари. Однак, згідно з офіційною версією, винахід першого теплового двигуна сталося в 17 столітті, а згодом він був вдосконалений. В цей час Дені Папен (французький винахідник) сконструював машину, в загальних рисах нагадувала нинішні двигуни […]...
- Теплова машина – коротко Теплова машина – це система, яка може перетворити тепло в роботу або ж навпаки, робить роботу для отримання тепла. Існує два основних види теплових машин: 1. Системи, здатні перетворювати тепло в роботу. Такі системи називаються тепловими двигунами. Дані теплові машини лежать в основі двигунів на автомобілях. Щоб машина їхала, двигун повинен здійснювати роботу. Для здійснення […]...
- 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 […]...
- Теплові двигуни в фізиці Ми знаємо, що досконала над тілом роботи є один із способів зміни його внутрішньої енергії: вчинена робота як би розчиняється в тілі, переходячи в енергію безладного руху і взаємодії його частинок. Тепловий двигун – це пристрій, який, навпаки, витягує корисну роботу з “хаотичної” внутрішньої енергії тіла. Винахід теплового двигуна радикально змінило вигляд людської цивілізації. Принципову […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Незворотність теплових процесів. Другий закон термодинаміки Процеси в природі незворотні, а їх напрямок підпорядковується загальній закономірності – більш впорядковані стану замкнутих систем переходять у менш впорядковані. Якщо лежить на землі м’яч злегка штовхнути ногою, то він, прокотившись по землі, зупиниться, а вся його кінетична енергія перейде в теплову, у результаті чого він сам і ділянки землі, яких він торкався, стануть трохи […]...
- Характеристики теплового випромінювання Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами. Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла. Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт]. Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. […]...
- Перший початок термодинаміки: доповідь Перший закон (початок) термодинаміки, або закон збереження енергії в теплових процесах: кількість теплоти, повідомлене системі, витрачається на здійснення роботи системи проти зовнішніх сил і на збільшення її внутрішньої енергії: Q = ΔU + A, де Q – кількість теплоти, отримане системою ; ΔU – зміна внутрішньої енергії системи; A – робота, здійснена системою. Очевидно, що […]...
- 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 […]...
- Постулати античної філософії Антична філософія являє собою єдину розумову і духовну традицію, яку складає комплекс положень, практично не оспорюваних представниками різних філософських шкіл. Спробуємо зафіксувати деякі найбільш важливі постулати античної думки. Людина – це істота, смертне за своєю природою. Безсмертні тільки боги і герої. Головне зло – це не смерть, а страх смерті. Ось чому древні філософи різним […]...
- Неможливість вічного двигуна першого роду Відповідно до першого початку термодинаміки система, яка поставлена в такі умови, що вона не може отримувати теплоту від оточуючих її тіл, може здійснювати роботу лише за рахунок убутку своєї внутрішньої енергії. Будь-яка система має певний запас внутрішньої енергії, тому і робота, яку вона може зробити, обмежена запасами в нутренней енергії і з цієї причини є […]...
- Робота сили пружності і потенційна енергія Так як вже було сказано, що потенційна енергія визначає взаємне положення частин тіл в просторі, то можна зробити висновок: якщо під час розтягування пружини відбувається зміна взаємного положення її частин, то відбувається зміна потенційної енергії. Тому має місце говорити про потенційної енергії пружно деформованого тіла. Ця величина залежить від роду речовини, з якого виготовлена пружина, […]...
- 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 […]...
- 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 […]...