Možen je prenos toplote s hladnega telesa na vroče.

Pojdite na www.adsby.ru.

adsby.ru

Za šolarje

Zdi se, da je formulacija drugega zakona termodinamike, katerega avtorja sta bila nemški fizik, mehanik in matematik Rudolf Clausius ter britanski fizik in mehanik William Thomson, Lord Kelvin.

« Slišijo se zvoki smradu, a njihovo bistvo je isto. Clausiusov postulat Rudolf Julij Emmanuel Clausius Drugi zakon termodinamike, tako kot prvi, je bil tudi izpeljan z dokazi. Avtor prve formulacije drugega zakona termodinamike je nemški fizik, mehanik in matematik Rudolf Clausius. Toplota ne more sama prehajati s hladnega na vroče telo. "

To je nebo, ki ga je Clasius imenoval "

toplotni aksiom ”, je bil oblikovan leta 1850. v delu "O uničujoči moči toplote in o zakonih, ki jih je mogoče izpeljati za teorijo toplote."»Sama toplota se prenaša s telesa z višjo temperaturo na telo z nižjo temperaturo. Neposreden prenos toplote na prehod je nemogoč. Takšen občutek Clausiusov postulatі Kaj pomeni bistvo drugega zakona termodinamike?.

Prehodni in neprehodni procesi Kaj pomeni bistvo drugega zakona termodinamike? Prvi zakon termodinamike prikazuje povezavo med toploto, ki jo sistem odvzame, spremembo notranje energije in delom, ki ga sistem opravi na zunanjih telesih. Ale vin ne vidi neposredno prenosa toplote. Lahko domnevamo, da se toplota lahko prenaša z vročega telesa na hladno in obratno.

Tim včasih res ni tako. To se imenuje termodinamični proces, v katerem se sistem premakne iz ene stopnje v drugo ali se lahko obrne na izhodni stopnji, ko je šel skozi povratno zaporedje skozi vmesne stopnje. V tem primeru se vsi sistemski parametri posodobijo na mlin za storže. Obratni proces je dati največjega robota.

Vendar jih v resnici ni mogoče doseči, lahko se jim le približaš, saj smrad teče v nedogled.

Dejansko je tak proces sestavljen iz neprekinjenih zaporednih stopenj izravnave in se imenuje

kvazistatičen

. Vsi kvazistatični procesi so obratni. ».

Thomsonov (Kelvinov) postulat William Thomson, Lord Kelvin Najpomembnejša naloga termodinamike je odvzem največje toplote robotu.

Delo se zlahka pretvori v toploto na površini brez kakršnih koli nadomestil, na primer za dodatno drgnjenje.

Pri termičnih motorjih se toplota prenaša na motor pri prehodu iz segretega telesa v hladno.

Za delovanje takšnega motorja ustvarja temperaturno razliko med dovodom toplote (grelec) in sprejemnikom toplote (hladilnik).

1. Grelec prenaša toploto na delovno tekočino (na primer plin).
2. Delovno telo se širi in delo raste..

V tem primeru se vsa toplota ne pretvori v delo.

Del se ga prenese v hladilnik, del pa gre na primer preprosto v ozračje.

Potem, da bi parametre delovnega telesa spremenili na normalne vrednosti in najprej zagnali cikel, je treba delovno telo segreti, tako da je potrebno zbrati toploto iz hladilnika in jo prenesti v grelec.

To pomeni, da je potrebno prenesti toploto s hladnega telesa na toplo. In če bi ta proces lahko izvedli brez dovajanja energije klica, bi odvzeli večnega gibalca drugačne vrste.

Če je fragmentov zaradi drugega zakona termodinamike nemogoče proizvesti, potem je nemogoče ustvariti večno gibalo drugačne vrste, ki bi prenašalo toploto v delovanje. Enakovredna formulacija drugega zakona termodinamike: Neobvladljiv proces, katerega edini rezultat je prenos vse toplote, ki jo sistem odvzame, v delo. Nemogoče je ustvariti večnega gibalca druge vrste Carnotov princip .

Nicolas Leonard Sadi Carnot Če je nemogoče ustvariti večni motor, lahko organizirate delovni cikel termičnega motorja tako, da je CAC (koeficient korozivnega delovanja) največji. Leta 1824, veliko preden sta Clausius in Thomson oblikovala svoje postulate, ki so dali pomen drugemu zakonu termodinamike, je francoski fizik in matematik Nicolas Leonard Sadi Carnot objavil svoje delo. "Pomislite na uničujočo moč ognja in na stroje, ki lahko razvijejo to moč."

Toplotni stroj, ki ga je opisal Carnot, nastane s segrevanjem, ki poveča temperaturo. T N , delovno telo in hladilnik s temperaturo T X .

Carnotov cikel je krožni reverzibilni proces in vključuje 4 stopnje - 2 izotermični in 2 adiabatski.

Prva stopnja A→B je izotermna. T N Potekalo bo pri enaki temperaturi ogrevanja in delovne tekočine . Pod uro stika količino toplote Q

H

s segrevanjem prenese na delovno tekočino (plin v jeklenki). Plin se izotermno širi in tako mehansko deluje. Da je proces cikličen (brez prekinitev), je treba plin obrniti na izhodne parametre. T X Na drugi stopnji cikla B→B se delovno telo segreje.

Plin se še naprej adiabatno širi brez izmenjave toplote z njim T X dovkillam . Ko se to zgodi, temperatura pade na temperaturo hladilnika , in bo še naprej opuščal službo. Na tretji stopnji B→G delovno telo, odvisno od temperature

ki je v stiku s hladilnikom. T N .

Pod vplivom

zunanje sile

Stisne se izotermno in proizvaja toploto velikosti

Q X

hladilnik.

Na njem dela robot.

Carnotov cikel je tudi osnova toplotnih črpalk.

« Takšne črpalke prenašajo energijo iz nizkotemperaturnih curkov na visoke temperature.

Ko pa zamenjate hladilnik, v katerem se zbrana toplota vrže v sredino, se prenese na toplotno črpalko.
Fizika - 10. razred"

Kaj prvi zakon termodinamike omogoča trenuten prenos toplote z manj segretega telesa na bolj segreto?

Kako naj se narava izogne ​​takim procesom?

Povedali smo že, da je prvi zakon termodinamike nasproten zakonu o ohranitvi energije.

Zakon o ohranitvi energije velja, da se zaradi kakršnih koli transformacij veliko energije izgubi nespremenjene.

Dandanes je veliko procesov, ki so po zakonu o ohranitvi energije povsem dopustni, v resnici pa se nikoli ne odvijajo.

Na primer, po prvem zakonu termodinamike v izoliranem sistemu je možen prenos toplote z manj segretega telesa na bolj segreto, saj je količina toplote, ki jo odvzame vroče telo, enaka tradicionalni količini toplote, postrežemo s hladno vodo.

Hkrati naši dokazi kažejo, da je to nemogoče.

Prvi zakon termodinamike procesov ne določa neposredno.

Še en zakon termodinamike.

Drugi zakon termodinamike neposredno nakazuje možne energijske transformacije, to je neposredne procese, kar določa nepovratnost procesov v naravi.

Ta zakon je bil vzpostavljen s temeljito preiskavo zadnjih dejstev.

Oglejmo si zadnjico.

Nihanje nihala, odmaknjeno iz vodoravnega položaja, ugasne (slika 13.12) 1, 2, 3, 4 – zadnji položaji nihala pri največjih nihajih iz vodoravnega položaja.

Ko robot drgne z večjo silo, se mehanska energija nihala spremeni, temperatura nihala in dodatni veter (in s tem njegova notranja energija) pa se rahlo premakneta.

Nihanje nihala lahko povečate tako, da ga potiskate z roko.

Vendar se to povečanje ne pojavi samo od sebe, ampak postane možno kot posledica kompleksnega procesa, ki vključuje gibanje roke.

Mehanska energija se spontano prenaša interno in ne nenamerno.

V tem primeru se energija urejenega toka telesa kot celote pretvori v energijo neurejenega toplotnega toka hranilnih molekul.

Drug primer je proces difuzije.

Ko odprete stekleničko parfuma, takoj zaznate vonj po parfumu.

Molekule aromatičnega govora težijo k prodiranju v prostor med molekulami zraka.

Pomembno je upoštevati, da se vsi smradi vrnejo v žarnico.Število takšnih zadnjic se lahko praktično neomejeno povečuje.

Vsi govorijo o tistih procesih v naravi, za katere se zdi, da imajo neposrednost, ki se ne odraža v prvem zakonu termodinamike.

Vsi makroskopski procesi v naravi potekajo v določeni smeri.

V prehodu smrad ne more spontano izginiti. Vsi procesi v naravi so nepovratni. Prej smo pri pregledovanju procesov predvidevali, da so smrad volkodlaki.

Obratni proces je proces, ki se lahko izvaja v neposredni in obratni smeri skozi iste mednožne linije brez sprememb v dodatnih telesih.
Na primer, trimer za vodo bo videti tako.

Mirna voda v tolmunu se začne vrtinčiti, pojavijo se noge, ki se hitro sesedejo navkreber, nato pa še cel tolmun.

Gladina vode se bo kmalu umirila.

Postopoma se pretočnost karoserije spremeni in os zdaj lahko mirno stoji.
Takšen proces, kot da bi ga oživela voda, ni v skladu z zakonom o ohranitvi energije, niti z zakoni mehanike, niti z drugimi zakoni kot z zakonom termodinamike.

Običajni motor zaradi svoje stotinke učinkovitosti ne more pretvoriti toplote v delo. (2) v zaprtem sistemu se entropija ne more spremeniti.(3).

Naravne procese urejata neposrednost in nepreklicnost, vendar večina zakonov, opisanih v tej knjigi, nima nobenih sprememb – nobene očitne.

Razbijanje jajc in priprava jajc ni težavna, priprava jajc iz že pripravljenih jajc je nemogoča . Vonj iz odprte stekleničke parfuma napolni prostor - ne morete ga odstraniti iz stekleničke. In razlog za takšno nepovratnost procesov, ki se dogajajo po vsem svetu, se skriva v drugem elementu termodinamike, ki je kljub svoji preprostosti eden najpomembnejših in pogosto napačno razumljenih zakonov klasične fizike. Vemo, da temperatura poveča pretočnost telesnih molekul – bolj kot so tekoče, višja je telesna temperatura.

No, molekule se sesedajo hitreje kot molekule vode v ledeno kocko.

Ko so molekule vode povezane z molekulo vode, ležijo na površini ledu, kot nam dokazi povedo, se bodo nekatere molekule v sredini povečale v moči in še bolj pospešile.

Na ta način se začnejo molekule vode čedalje hitreje drobiti, hkrati pa se temperatura ledu dviguje. Tudi sami moramo biti pozorni, če se zdi, da se toplota prenaša z vetra na led. Nihče in nihče ne bo izbral tako idealnega motorja iz dveh razlogov.

Prvič, stene cilindra se neizogibno segrejejo zaradi peči delovne mešanice, del toplote se izgubi in odvaja skozi hladilni sistem v odvečni medij. V nasprotnem primeru bo del dela neizogibno šel na peto ali drgnjenje, zaradi česar se spet segrejejo stene cilindra - še ena izguba toplote (pri zelo nizkem motornem olju. Tretjič, valj se mora vrteti do í točk stiskanje, ampak tudi delo je bilo drgnjeno od roba, da bi videli toploto, zaman zapravljeno. Ta razlaga drugega principa termodinamike temelji na Carnotovem principu, ki je dobil ime po francoskem vojaškem inženirju Sadeju Carnotu. Formuliran je bil prej za druge in je majhen pomemben priliv v razvoj inženirske tehnologije za mnoge generacije naprej, čeprav želi biti aplikativne narave. To je zelo pomembno v luči trenutne energije – najpomembnejšega vidika vsakega nacionalnega gospodarstva.

Tretja formulacija drugega storža termodinamike, ki jo pripisujejo avstrijskemu fiziku Ludwigu Boltzmannu (dir. Postin Boltzmann), je morda najbolj znana.

Entropija je pokazatelj neurejenosti sistema.

Pri entropiji gre za kaotičen tok materialnih delcev, ki ustvarja sistem.

• · adsby.ru: Boltzmann se je odločil razviti formulo za neposreden matematični opis urejenosti sistema. Poglejmo, kako deluje z vodo na zadnjici. V redkih primerih bo voda imela neurejeno strukturo, fragmenti molekule se bodo zlahka premikali drug za drugim, njihova prostorska orientacija pa bo morda zadostovala.).
• · Vendar jih v resnici ni mogoče doseči, lahko se jim le približaš, saj smrad teče v nedogled.: William Thomson, Lord Kelvin Poglejmo, kako deluje z vodo na zadnjici. Drugi krieg na desni - v njem so urejene molekule vode, vključene v kristalne strukture.).

Enakovrednost teh formulacij je enostavno pokazati. V resnici je sprejemljivo, da je Clausiusov postulat napačen, saj je osnovni proces ta, da bi bil edini rezultat prenos toplote s hladnega telesa na vroče. Nato vzemimo dve trupli iz

različne temperature

(ogrevanje in hladilnik) in izvedli bomo številne cikle toplotnega stroja, odvzeli toploto iz grelnika, jo dali v hladilnik in delali s tem robotom

Po tem bo hiter Clausiusov postopek vrnil toploto iz hladilnika v toploto.

Posledično se izkaže, da smo na robotu delali samo za prenos toplote iz grelnika, zato tudi Thomsonov postulat ni pravilen.

· Po drugi strani pa je sprejemljivo, da Thomsonov postulat ni pravilen.

Takrat lahko hladnemu telesu odvzamete del toplote in jo prenesete na mehansko delo.

To delo lahko pretvorimo v toploto, na primer z drgnjenjem telesa z dodatno toploto.

Prav tako iz nezvestobe Thomsonovemu postulatu izhaja nezvestoba Clausiusovemu postulatu.

Tako sta postulata Clausiusa in Thomsona enakovredna.

Druga formulacija drugega principa termodinamike temelji na konceptu entropije:

"Entropija izoliranega sistema se ne more spremeniti" (zakon neentropijske izgube).

Ta formulacija temelji na izjavi o entropiji kot funkciji sistema, kar je mogoče tudi postulirati.

Ta formulacija ne ločuje sistemov, ki se držijo drugačnega zakona termodinamike, razen idealnih plinov in teles, ki med interakcijo z njimi ustvarijo zaprt cikel. Fizična lokacija Carathéodoryjev aksiom ponavlja Clausiusovo formulacijo.

Drugi zakon je povezan s konceptom entropije, ki je svet kaosa (in svet reda). Drug zakon termodinamike pravi, da se entropija povečuje po vsem svetu.

Obstajata dva klasična pomena drugega zakona termodinamike:

· Kelvin in Planck

Ni razlage za ciklični proces, ki odvzame veliko toplote iz rezervoarja pri isti temperaturi in to toploto prenese na delo.

(Nemogoče je imeti stroj, ki občasno deluje, ne da bi vibriral karkoli drugega kot dvig temperature in hlajenje rezervoarja toplote)

· Clausius

Ni procesa, katerega edini rezultat je prenos velike količine toplote z manj segretega telesa na bolj segreto.

(Okoren krožni proces, katerega edini rezultat je bilo delo za hlajenje toplotnega rezervoarja)

Zamere, ki izhajajo iz drugega zakona termodinamike, se prepletajo v prvi zakon termodinamike, ki pravi, da se energija spreminja. > Še en zakon termodinamike Formula drug zakon termodinamike

s preprostimi besedami

: proces prenosa toplote, entropija in temperatura, povezava s prvim zakonom termodinamike, formula.

• Na podlagi drugega zakona termodinamike pride do izmenjave toplote spontano pri nizkih temperaturah.

Zavdannya navchannya

• Izenačite skladnost med prvim in ostalimi zakoni termodinamike.
• Glavne točke
• Na podlagi prvega zakona obstaja veliko predpostavk, da vizije ne škilijo v resničnost.

Večina procesov se zgodi spontano in neposredno.

• Drugi zakon vezave iz neposredno.
• Ni enake sposobnosti prenosa toplote od hladnega do segretega telesa.

Termini

Entropija je merilo za širino enakomerne energije v sistemu.

Na primer, prenos toplote se razlikuje od segretega telesa do hladnega.

Ko hladno telo pride v stik z vročim, ne bo nič znižalo svoje temperature.Poleg tega lahko kinetična energija postane toplotna energija, vendar ne na enak način.

To je vidno tudi na zadnjici razširjenega vstopa za plin, ki je uveden v konec vakuumske komore.

Plin se širi in poskuša s seboj zapolniti prostor, vendar se nikoli ne ustavi, tudi na repu.

(a) – Izmenjava toplote poteka spontano iz vročega v hladno ali pa sploh ne.

(