Справочник по основным разделам физики Математика примеры решения задач Курс теоретических основ электротехники Начертательная геометрия История искусства
Справочник по основным разделам физики

Втрое и третье начала термодинамики

Приведённая теплота – это отношение теплоты Q в изотермическом процессе к температуре Т, при которой происходит передача теплоты:

.

Энтропия S – это отношение полученной или отданной теплоты к температуре, при которой происходит этот процесс:

.

Равенство Клаузиуса – для обратимых процессов изменения энтропии равно нулю:

  или  или .

Неравенство Клаузиуса – при любом необратимом процессе в замкнутой системе энтропия возрастает:

, или  или .

Для произвольного процесса энтропия замкнутой системы, при любых происходящих в ней процессах, не может убывать (или увеличивается или остается неизменной):

,

где знак “=” – для обратимого процесса; знак “>” – для необратимого.

Математическое выражение второго начала термодинамики:

.

Первое и второе начала термодинамики в объединенной форме:

,

где dU – изменение внутренней энергии; приращение работы.

Изменение энтропии в изопроцессах:

изохорический процесс: 

, т.к V1 = V2;

изобарический процесс: 

  т.к. ;

изотермический процесс:

, т.к. ;

адиабатический процесс:

, т.к.   (изоэнтропийный процесс, т.к.).

Количество теплоты, необходимой для нагревания тела массой т от температуры Т1 до температуры Т2

.

Процессы изменения агрегатного состояния вещества:

Рисунок1

Закон плавления и кристаллизации: 

,

где λ – коэффициент пропорциональности.

Изменение энтропии при плавлении и кристаллизации:

.

Закон испарения и конденсации:

.

Изменение энтропии при испарении и конденсации:

.

Внутренняя энергия системы:

,

где F – свободная энергия; TS – связанная энергия.

Энергетическая потеря в изолированной системе:

,

где Тмин – температура окружающей среды.

Статистический смысл энтропии – мера беспорядочности, хаотичности состояния:

,

где k – коэффициент Больцмана; W – термодинамическая вероятность.

Эквивалентные формулировки второго начала термодинамики:

невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от нагревателя в эквивалентную ей работу (формулировка Кельвина);

невозможен вечный двигатель второго рода (Томсон – Планк);

невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от холодного тела к горячему (формулировка Клаузиуса);

энтропия замкнутой системы не может убывать:

.

Третье начало термодинамики – энтропия всякой системы, при температуре, равной абсолютному нулю, равна нулю:

.

Принцип недостижимости абсолютного нуля температуры: невозможно охладить тело до абсолютного ноля.

Андре Мари Ампер (22.I 1775 - 10.VI 1836) - французский физик, математик и химик, член Парижской АН (1814). Родился в Лионе. Получил домашнее образование. В 1805-1824 работал в Политехнической школе в Париже (с 1809 - профессор), с 1824 - профессор Коллеж де Франс.


Физические законы механики Физика атомного ядра