Prenos tepla zo studeného telesa na horúce je možný.

Prejdite na stránku www.adsby.ru.

adsby.ru

Pre školákov

Zdá sa, že ide o formuláciu iného zákona termodynamiky, ktorého autormi boli nemecký fyzik, mechanik a matematik Rudolf Clausius a britský fyzik a mechanik William Thomson Lord Kelvin.

« Zvuky smradu sú počuť, ale ich podstata je rovnaká. Clausiusov postulát Rudolf Július Emmanuel ClausiusĎalší termodynamický zákon, ako ten prvý, bol tiež odvodený dôkazmi. Autorom prvej formulácie ďalšieho termodynamického zákona je nemecký fyzik, mechanik a matematik Rudolf Clausius. Teplo nemôže samo od seba prechádzať zo studeného telesa na horúce. "

Toto je nebeská klenba, ktorú Clasius nazval „

tepelná axióma “, bola formulovaná v roku 1850. v diele „O deštruktívnej sile tepla a o zákonitostiach, ktoré možno odvodiť pre teóriu tepla“.„Samotné teplo sa prenáša z telesa s vyššou teplotou do telesa s nižšou teplotou. Priamy prenos tepla na bránu je nemožný." Taká senzácia Clausiusov postulátі Čo znamená podstata iného termodynamického zákona?.

Vstupné a nebránové procesy Čo znamená podstata iného termodynamického zákona? Prvý zákon termodynamiky ukazuje súvislosť medzi teplom odoberaným systémom, zmenou vnútornej energie a prácou vykonanou systémom na vonkajších telesách. Ale vin nevidí priamo prenos tepla. Dá sa predpokladať, že teplo sa môže prenášať z horúceho telesa na studené a naopak.

Tim niekedy to tak naozaj nie je. Toto sa nazýva termodynamický proces, v ktorom sa systém pohybuje z jedného stupňa do druhého, alebo sa môže otočiť na výstupnom stupni, keď prešiel spätnou sekvenciou cez medzistupne. V tomto prípade sa všetky parametre systému aktualizujú na mlynček na klasy. Opačný proces je dať najväčšiu robotu.

V skutočnosti sa však k nim dostať nedá, dá sa k nim len priblížiť, pretože smrad prúdi nekonečne.

V skutočnosti takýto proces pozostáva z nepretržitých po sebe nasledujúcich stupňov vyrovnávania a je tzv

kvázistatické

. Všetky kvázistatické procesy sú reverzné. ».

Thomsonov (Kelvinov) postulát William Thomson, lord Kelvin Najdôležitejšou úlohou termodynamiky je odoberanie maximálneho tepla z robota.

Dielo sa ľahko premení na teplo na povrchu bez akejkoľvek kompenzácie, napríklad za dodatočné trenie.

V tepelných motoroch sa teplo odovzdáva motoru pri prechode zo zahriatej karosérie do studenej.

Aby takýto motor fungoval, vytvára teplotný rozdiel medzi prívodom tepla (ohrievač) a prijímačom tepla (chladnička).

1. Ohrievač prenáša teplo do pracovnej tekutiny (napríklad plynu).
2. Pracovný orgán sa rozširuje a práca rastie..

V tomto prípade sa nie všetko teplo premení na prácu.

Časť sa prenesie do chladničky a časť sa napríklad jednoducho dostane do atmosféry.

Potom, aby sa parametre pracovného tela zmenili na normálne hodnoty a najskôr sa spustil cyklus, je potrebné pracovné telo zahriať, aby bolo potrebné zhromaždiť teplo z chladničky a preniesť ho do ohrievača.

To znamená, že je potrebné preniesť teplo zo studeného telesa na teplé. A ak by sa tento proces dal uskutočniť bez dodania energie volania, odobrali by sme večného hýbateľa iného druhu.

Ak úlomky nie je možné v dôsledku iného termodynamického zákona vyrobiť, potom nie je možné vytvoriť večný hýbač iného druhu, ktorý by prenášal teplo do činnosti. Ekvivalentná formulácia iného termodynamického zákona: Neovládateľný proces, ktorého jediným výsledkom je prenos všetkého tepla odobraného systémom do práce. Nie je možné vytvoriť večného hýbateľa iného druhu Carnotov princíp .

Nicolas Leonard Sadi Carnot Ak nie je možné vytvoriť večný motor, môžete prevádzkový cyklus tepelného motora zorganizovať tak, aby bol CAC (koeficient korózneho pôsobenia) maximálny. V roku 1824, dávno predtým, ako Clausius a Thomson sformulovali svoje postuláty, ktoré dali zmysel inému zákonu termodynamiky, francúzsky fyzik a matematik Nicolas Leonard Sadi Carnot publikoval svoju prácu. "Premýšľajte o ničivej sile ohňa a o strojoch, ktoré dokážu túto silu vyvinúť."

Tepelný stroj, popísaný Carnotom, vzniká zahrievaním, ktoré zvyšuje teplotu. T N , pracovné telo a chladnička s teplotou T X .

Carnotov cyklus je kruhový reverzibilný proces a zahŕňa 4 stupne – 2 izotermické a 2 adiabatické.

Prvý stupeň A→B je izotermický. T N Bude prebiehať pri rovnakej teplote pre ohrev a pracovnú kvapalinu . Pod hodinou kontaktu množstvo tepla Q

H

prenášané zahrievaním na pracovnú kvapalinu (plyn vo valci). Plyn sa izotermicky rozpína ​​a tým mechanicky pôsobí. Aby bol proces cyklický (bez prerušenia), plyn musí byť otočený na výstupné parametre. T X V ďalšej fáze cyklu B→B sa pracovné telo zahrieva.

Plyn sa ďalej adiabaticky rozpína ​​bez výmeny tepla T X dovkillam . Keď k tomu dôjde, teplota klesne na teplotu chladničky a bude pokračovať v práci. V tretej fáze B→G pracovné telo, vystavené teplote

ktorá je v kontakte s chladničkou. T N .

Zospodu

vonkajšie sily

Izotermicky sa stláča a vytvára teplo o veľkosti

Q X

chladnička.

Pracuje na ňom robot.

Carnotov cyklus je tiež základom tepelných čerpadiel.

« Takéto čerpadlá prenášajú energiu z nízkoteplotných prúdov na vysoké teploty.

Keď však vymeníte chladničku, v ktorej sa nazbierané teplo vrhá do stredu, prenesie sa do tepelného čerpadla.
Fyzika - 10. ročník"

Čo umožňuje prvý termodynamický zákon pre chvíľkový prenos tepla z menej zohriateho telesa na viac zohriate?

Ako sa môžeme chrániť pred takýmito procesmi v prírode?

Už sme uviedli, že prvý termodynamický zákon je opakom zákona zachovania energie.

Platí zákon zachovania energie, že pri akýchkoľvek premenách sa veľa energie stratí nezmenené.

V súčasnosti existuje množstvo procesov, ktoré sú podľa zákona zachovania energie úplne prípustné, ale v skutočnosti nikdy neprebiehajú.

Napríklad podľa prvého zákona termodynamiky v izolovanom systéme existuje možný prenos tepla z menej zahriateho telesa na viac vyhrievané, pretože množstvo tepla odvedeného horúcim telesom je rovnaké ako tradičné množstvo. tepla, Podávame so studenou vodou.

Naše dôkazy zároveň naznačujú, že to nie je možné.

Prvý zákon termodynamiky nešpecifikuje procesy priamo.

Ďalší zákon termodynamiky.

Iný termodynamický zákon priamo naznačuje možné energetické premeny, teda priame procesy, a to určuje nezvratnosť procesov v prírode.

Tento zákon vznikol dôsledným skúmaním najnovších skutočností.

Poďme sa pozrieť na zadok.

Výkyv kyvadla, odstránený z rovnej polohy, doznieva (obr. 13.12) 1, 2, 3, 4 – posledné polohy kyvadla pri maximálnych vibráciách z rovnej polohy.

Keď robot trie väčšou silou, mechanická energia kyvadla sa mení a teplota kyvadla s pridaným vetrom (a teda jeho vnútorná energia) sa mierne pohne.

Švih kyvadla môžete zvýšiť zatlačením rukou.

Toto zvýšenie sa však nevyskytuje samo o sebe, ale je možné v dôsledku zložitého procesu, ktorý zahŕňa pohyb ruky.

Mechanická energia sa spontánne prenáša vnútorne, nie neúmyselne.

V tomto prípade sa energia usporiadaného toku tela ako celku premieňa na energiu neusporiadaného tepelného toku zásobných molekúl.

Ďalším príkladom je difúzny proces.

Keď otvoríte fľaštičku parfumu, okamžite si všimnete vôňu parfumu.

Molekuly aromatickej reči majú tendenciu prenikať do priestoru medzi molekulami vzduchu.

Je dôležité poznamenať, že všetky smrady sa dostanú späť do žiarovky. Počet takýchto zadkov je možné prakticky neobmedzene zvyšovať.

Všetci hovoria o tých procesoch v prírode, ktoré sa zdajú mať priamočiarosť, ktorá sa neodráža v prvom termodynamickom zákone.

Všetky makroskopické procesy v prírode prebiehajú jedným určeným smerom.

V bráne nemôže smrad spontánne prejsť. Všetky procesy v prírode sú nezvratné. Predtým sme pri pohľade na procesy predpokladali, že smrad sú vlkodlaci.

Reverzný proces je proces, ktorý možno vykonávať v priamom a opačnom smere cez rovnaké línie rozkroku bez zmien v ďalších telách.
Napríklad vodný zastrihávač bude vyzerať takto.

Pokojná voda v bazéne sa začne víriť, objavia sa nohy, ktoré sa rýchlo zrútia do kopca, a potom celý bazén.

Hladina vody sa čoskoro upokojí.

Pomaly sa mení plynulosť tela a náprava už môže pokojne stáť.
Takýto proces, ako keby ho k životu priviedla voda, nezodpovedá zákonu zachovania energie, ani zákonom mechaniky, ani žiadnym iným zákonom ako termodynamickým.

Bežný motor nedokáže premeniť teplo na prácu vďaka svojej stostotinovej účinnosti. (2) v uzavretom systéme sa entropia nemôže meniť.(3).

Prírodné procesy sa riadia priamosťou a neodvolateľnosťou, avšak väčšina zákonov popísaných v tejto knihe nemá žiadnu modifikáciu – žiadnu zjavnú.

Rozbíjanie vajec a príprava vajec nie je náročná, príprava vajec z hotových vajec je nemožná . Vôňa z otvorenej fľaštičky parfumu naplní miestnosť - nemôžete ju vziať späť z fľaše. A dôvod takejto nezvratnosti procesov, ktoré sa vyskytujú na celom svete, spočíva v ďalšom prvku termodynamiky, ktorý je napriek svojej jednoduchosti jedným z najdôležitejších a často nepochopených zákonov klasickej fyziky. Vieme, že teplota zvyšuje tekutosť molekúl tela – čím sú tekutejšie, tým je telesná teplota vyššia.

No, molekuly sa zrútia rýchlejšie ako molekuly vody do ľadovej kocky.

Keď sú molekuly vody spojené s molekulou vody, ležia na povrchu ľadu, ako nám dôkazy hovoria, niektoré molekuly v strede budú naberať na sile a tým rýchlejšie.

Molekuly vody sa tak začnú čoraz rýchlejšie drobiť a zároveň sa zvýši teplota ľadu. Sami musíme spozornieť, ak sa zdá, že sa teplo prenáša z vetra na ľad. Nikto a nikto si nevyberie taký ideálny motor z dvoch dôvodov.

Po prvé, steny valca sa nevyhnutne zahrievajú v dôsledku pece pracovnej zmesi, časť tepla sa stráca a odvádza cez chladiaci systém do prebytočného média. V opačnom prípade sa časť práce nevyhnutne dostane na pätu alebo trenie, v dôsledku čoho sa steny valca opäť zahrievajú - ďalšia tepelná strata (pri veľmi nízkej hladine motorového oleja. Po tretie, valec sa musí otáčať až do ї bodov kompresia, ale Tiež práca bola odieraná z lemu vidieť teplo, márne. Táto interpretácia iného princípu termodynamiky je založená na Carnotovom princípe, ktorý je pomenovaný po francúzskom vojenskom inžinierovi Sade Carnotovi. Pre iných bol sformulovaný skôr a je malým výrazným prílivom do vývoja strojárskej technológie na mnoho generácií dopredu, hoci chce mať aplikovaný charakter. To má veľký význam vo svetle súčasnej energetiky – najdôležitejšieho aspektu každého národného hospodárstva.

Tretia formulácia ďalšieho klasu termodynamiky, ktorá sa pripisuje rakúskemu fyzikovi Ludwigovi Boltzmannovi (režisér Postin Boltzmann), je snáď najznámejšia.

Entropia je indikátorom neusporiadanosti systému.

To, o čom je entropia, je chaotický tok hmotných častíc, ktorý vytvára systém.

• · adsby.ru: Boltzmann si dal za cieľ vyvinúť vzorec na priamy matematický popis poriadku systému. Pozrime sa, ako funguje, s vodou na zadku. V zriedkavých prípadoch bude mať voda neusporiadanú štruktúru, fragmenty molekuly sa budú ľahko pohybovať jeden po druhom a ich priestorová orientácia môže byť dostatočná.).
• · V skutočnosti sa však k nim dostať nedá, dá sa k nim len priblížiť, pretože smrad prúdi nekonečne.: William Thomson, lord Kelvin Pozrime sa, ako funguje, s vodou na zadku. Druhá krieg vpravo - v nej sú usporiadané molekuly vody, ktoré sú zahrnuté v kryštalických štruktúrach.).

Ekvivalencia týchto formulácií sa dá ľahko preukázať. V skutočnosti je možné si predstaviť, že Clausiusov postulát je nesprávny, pretože ide o proces, ktorého jediným výsledkom by bol prenos tepla z chladného telesa na horúce. Potom zoberme dve telá z

rozdielne teploty

(kúrenie a chladnička) a vykonáme niekoľko cyklov tepelného stroja, odoberieme teplo z ohrievača, odovzdávame ho chladničke a pracujeme s týmto robotom

Potom rýchly Clausiusov proces vráti teplo z chladničky do tepla.

V dôsledku toho sa ukazuje, že sme pracovali iba na robote na prenos tepla z ohrievača, takže Thomsonov postulát je tiež nesprávny.

· Na druhej strane je prijateľné, že Thomsonov postulát je nesprávny.

Potom môžete odobrať časť tepla zo studeného telesa a preniesť ho na mechanickú prácu.

Túto prácu je možné premeniť na teplo napríklad trením tela dodatočným teplom.

Z nevery k Thomsonovmu postulátu pochádza aj nevera k Clausiovmu postulátu.

Postuláty Clausiusa a Thomsona sú teda ekvivalentné.

Ďalšia formulácia iného princípu termodynamiky je založená na koncepte entropie:

„Entropia izolovaného systému sa nemôže zmeniť“ (zákon straty neentropie).

Táto formulácia je založená na tvrdení o entropii ako funkcii systému, čo možno tiež predpokladať.

Táto formulácia neoddeľuje systémy, ktoré sa riadia iným zákonom termodynamiky, okrem ideálnych plynov a telies, ktoré pri interakcii s nimi vytvárajú uzavretý cyklus. Fyzické umiestnenie Axióma Carathéodoryho opakuje Clausiovu formuláciu.

Ďalší zákon sa spája s pojmom entropia, čo je svet chaosu (a svet poriadku).Ďalší zákon termodynamiky hovorí, že entropia na celom svete rastie.

Existujú dva klasické významy iného zákona termodynamiky:

· Kelvin a Planck

Neexistuje žiadne vysvetlenie pre cyklický proces, ktorý odoberá veľa tepla zo zásobníka pri rovnakej teplote a odovzdáva toto teplo dielu.

(Nie je možné mať stroj, ktorý pravidelne pracuje bez vibrácií, okrem zvýšenia teploty a chladenia zásobníka tepla)

· Clausius

Nedochádza k procesu, ktorého jediným výsledkom je prenos veľkého množstva tepla z menej zohriateho telesa na viac zohriate.

(Ťažkopádny kruhový proces, ktorého jediným výsledkom bola práca na chladení tepelného zásobníka)

Výčitky vyplývajúce z iného termodynamického zákona sa špirálovito prelínajú do prvého termodynamického zákona, ktorý hovorí, že energia sa mení. > Ďalší zákon termodynamiky Vzorecďalší zákon termodynamiky

jednoduchými slovami

: proces prenosu tepla, entropia a teplota, súvislosť s prvým zákonom termodynamiky, vzorec.

• Na základe iného termodynamického zákona dochádza pri nízkych teplotách k samovoľnej výmene tepla.

Zavdannya navchannya

• Vyrovnajte súlad medzi prvým a ostatnými zákonmi termodynamiky.
• Hlavné body
• Existuje mnoho predpokladov prvého zákona, že vízie v skutočnosti nemržia.

Väčšina procesov prebieha spontánne a priamo.

• Ďalší zákon viazania z priamo.
• Neexistuje rovnaká schopnosť prenášať teplo z chladu do ohriateho telesa.

Termini

Entropia je miera šírky rovnomernej energie v systéme.

Napríklad prenos tepla sa líši od vyhrievaného telesa na studené.

Keď sa studené teleso dostane do kontaktu s horúcim, vôbec nezníži svoju teplotu.Okrem toho sa kinetická energia môže stať tepelnou energiou, ale nie rovnakým spôsobom.

Je to vidieť aj na zadku expandovaného prívodu plynu, ktorý sa zavádza do konca vákuovej komory.

Plyn expanduje a snaží sa vyplniť priestor sám sebou, ale nikdy sa nezastaví, a to ani na konci chvosta.

(a) – Výmena tepla prebieha spontánne z horúceho do studeného stavu alebo vôbec.

(