Второй закон термодинамики (формулировки). Понятие энтропии. Термодинамическая вероятность

Модуль 2. Электрические и магнитные свойства тканей и окружающей среды.

Термодинамика как наука. Предмет и задачи термодинамики. Первый закон термодинамики.

Термодинамика – наука, которая изучает термодинамические системы, между которыми возможен обмен энергией.

ТД система – тело или группа тел условно выделенных от окружающей среды, не обменивается с ней ни энергией, ни веществом.

Параметры:

1. Экстенсивные – зависят от n, V, m

2. Интенсивные – не зависят от n, V, m(плотность, давление, температура)

Стационарное состояние – состояние, при котором параметры системы при взаимодействии с окружающей средой не меняются с течением времени.

1. Открытые – обмен с окр. средой массой и энергией

2. Закрытые– обмен только энергией.

ТД процессы – процессы обмена энергии из одного состояния в другое (обратимые и необратимые)

Первое начало ТД

Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы:

Q = A+∆U

Для достаточно малых значений количества теплоты и работы и малых приращений U используют обозначения ԁ Q = ԁ A+ ԁ U, подчеркивая этим отличие понятий количества теплоты от внутренней энергии.

Второй закон термодинамики (формулировки). Понятие энтропии. Термодинамическая вероятность.

Формулировка Клаузиуса – теплота самопроизвольно не может переходить от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой.

Формулировка Томсона – невозможен вечный двигатель второго рода, т. е. невозможен такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу вследствие охлаждения тела.

В изолированной системе не могут протекать такие процессы, которые приводят к уменьшению энтропии системы (еще одна формулировка второго начала тд)

(необязательно) Циклом или круговым процессом называют процесс, при котором система возвращается в исходное состояние.

Прямой цикл – соответствует тепловой машине, т. е. получает количество теплоты от некоторого тела – теплоотдатчика (нагревателя), совершает работу и отдает часть этой теплоты другому телу – теплоприемнику (холодильнику)

КПД (коэффициент полезного действия) – отношение совершенной работы к количеству теплоты, полученному рабочим веществом от нагревателя:

η = А/ Q₁

Обратный цикл – соответствует работе холодильной машины, т. е. такой системе, которая отбирает теплоту от холодильника и передает большее количество теплоты нагревателю.

Энтропия – есть функция состояния системы, разность значений которой для двух состояний равна сумме приведенных количеств теплоты при обратном переходе системы из одного состояния в другое:

∆S =₁ ∫²ԁQ_необр⁄T– в необратимом процессе сумма приведенных количеств теплоты меньше изменения энтропии.

Термодинамическая вероятность – число способов размещения частиц или число микросостояний, реализующих данное микросостояние.