II закон термодинамики

Из I ЗТ и вытекающих из него закономерностей нельзя сделать вывода о том, возможен ли вообще данный процесс и в каком направлении он протекает. Между тем реальные процессы протекают в определенном направлении и, как правило, не изменив условий, нельзя заставить процесс пойти в обратном направлении. Возможность предвидеть направление того или иного процесса является очень важной для науки и техники.

II ЗТ накладывает определенные ограничения на взаимные переходы энергии из одного вида в др. Он позволяет предвидеть направление течения процесса и глубину его протекания.

Формулировки II закона термодинамики:

1. Постулат Клаузиуса: единственным результатом любой совокупности процессов не может быть переход теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. Обратный указанному переход теплоты от более нагретого тела к менее нагретому - это обычный неравновесный процесс передачи тепла путем теплопроводности. Он не может быть обращен, т.е. проведен в обратном направлении через ту же последовательность состояний. Процесс теплопроводности необратим.

2. Другое опытное положение, имеющее ту же основу: единственным результатом любой совокупности процессов не может быть превращение теплоты в работу. Т.о., самопроизвольный процесс превращения работы в теплоту (путем трения) необратим, так же, как и теплопроводность.

3. Постулат Томсона: теплота наиболее холодного тела из участвующих в круговом процессе не может служить источником работы.

4. Невозможен вечный двигатель второго рода (машина, которая давала бы работу, используя энергию какого-либо источника, и имела бы Т, одинаковую с Т этого источника).

ПостулатыКлаузиуса и Томсона - формулировки II ЗТ и эквивалентны друг другу, т.е. каждое из них может быть доказано на основании другого. Их можно объединить в один: единственным результатом цикла не может быть отрицательный процесс. Это наиболее широкая формулировка, но ее недостаток в том, что она требует дополнительного определения отрицательного процесса. Исходные постулаты Клаузиуса и Томсона, имея вид частных формулировок, оказываются (каждый в отдельности) совершенно достаточными для построения всех выводов, следующих из другого постулата.

В цикле Карно переход теплоты в работу - отрицательный процесс. Он компенсируется положительным процессом - передачей тепла от нагревателя к холодильнику.

Математическое выражение II ЗТ:

A = Q₁ , dA = Q

Лекция 5

Энтропия. Вычисление энтропии. Постулат Планка.

h = =

1 - = 1 -

= или - = 0

Отношение Q/Т - приведенная теплота. Вышеприведенная запись означает: алгебраическая сумма приведенных теплот по обратимому циклу Карно равна нулю.