• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Загальні положення. Формулювання закону

ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

Перший закон термодинаміки встановлює енергетичний баланс у всіх можливих процесах, але він не визначає, в якому напрямку пройдуть самодовільні процеси. Так за цим законом однаково можливий процес переходу теплоти від гарячого тіла до холодного і навпаки. Однак на практиці, в повсякденному житті, можна впевнитись у тому, що процеси в природі мають певний напрямок. Закономірності цієї спрямованості процесів і визначає другий закон термодинаміки. Він встановлює можливість, напрямок і межу протікання процесів.

Як і перший закон термодинаміки, другий закон не може бути виведений теоретично із якихось інших законів, а є узагальненням досвіду всього людства.

Історично другий закон термодинаміки був сформульований раніш за перший. Основні його положення є в роботах М.Ломоносова (1747р.), С.Карно (1824р.), Клаузіуса (1850р.), Томсона (1854р.). В кінці ХІХ століття Максвел, Больцман і Гіббс встановили статистичний характер другого закону. У сучасному вигляді закон дозволяє визначити:

- які з процесів системи за даних умов можуть протікати самодовільно;

- яку кількість роботи можна отримати при цьому;

- яка межа самодовільної течії процесу;

- якими повинні бути зовнішні умови (Р, Т тощо), щоб певний процес проходив у потрібному напрямку;

- яку кількість роботи треба витратити, щоб провести процес у негативному напрямку, та як впливають зовнішні умови на кількість цієї роботи.

При вивченні процесів слід розрізняти позитивний та негативний напрямок процесів.

Позитивний напрямок – це напрямок, в якому процес протікає самодовільно, без витрати зовнішньої енергії, і при цьому може відбуватися робота. Система при позитивних процесах наближається до рівноваги.

Негативний напрямок – це напрямок, в якому процес не може протікати самодовільно, без витрати зовнішньої енергії. Негативний напрямок віддаляє систему від стану рівноваги. Негативний напрямок процесу не завжди можна здійснити, бо є гранично необоротні процеси – вибух, біологічне старіння.

Розглянемо питання оборотності процесів.

Обернення процесу – це повернення системи із кінцевого стану (2) в вихідний стан (1) тим же шляхом, через ті ж самі проміжні стадії (реакції). Наприклад, зарядження розрядженого акумулятора, зворотна хімічна реакція тощо.

Оборотність процесу – це можливість його обернення без залишкових змін в навколишньому середовищі. Тобто не тільки система, але й навколишнє середовище повертається в вихідний стан. Очевидно, що всі реальні фізичні і хімічні процеси необоротні. Але є як гранично необоротні процесі, так і процеси різного ступеня необоротності (оборотності).

Оборотність процесу – це ідеальний, граничний стан системи. Оборотними можуть бути тільки рівноважні процеси. Рівноважною називається система, що перебуває в незмінному стані, до того ж ця незмінність не обумовлена зовнішніми процесами. Якщо ж незмінний стан системи обумовлений зовнішніми процесами – така система називається стаціонарною. Особливостями рівноважного оборотного процесу є:

- двобічність процесу, тобто можливість обернення процесу при зміні напрямку дії навколишнього середовища на систему;

- нескінченна повільність процесу;

- рівність сил діючих на систему зовні і сил, протидіючих цьому з боку системи;

- рівність температур системи і навколишнього середовища;

- максимальна кількість роботи, виробленої системою.

Історично склалось декілька формулювань другого закону термодинаміки. Всі вони свідчать про існування самодовільних і несамодовільних процесів і виражають різницю між ними. Більш загальними є слідуючи формулювання.

Постулат Клаузіуса: теплота не може самодовільно переходити від менш нагрітого тіла до більш нагрітого.

Постулат Томсона: процес, єдиним наслідком якого є перетворення теплоти в роботу, неможливий.

Постулат Планка: будь-яка форма енергії може повністю перетворюватись в теплоту, але теплота перетворюється в інші види енергії лише частково.

Постулат Оствальда: неможливо створити вічний двигун другого роду, тобто машину, яка б повністю перетворювала підведену до неї теплоту в роботу.

Очевидно, що всі формулювання другого закону є еквівалентними і вказують на неможливість самодовільного протікання певних процесів.

Читайте також:

1. II. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ.
2. IІI. Формулювання мети і завдань уроку. Мотивація учбової діяльності
3. Аналогія закону як форма усунення прогалин у законодавстві.
4. Батьки мають право звернутися за захистом прав та інтересів дітей і тоді, коли відповідно до закону вони самі мають право звернутися за таким захистом.
5. Батьки мають право обирати форми та методи виховання, крім тих, які суперечать закону, моральним засадам суспільства.
6. Білковий обмін: загальні відомості
7. Будь-яку фізичну або юридичну особу, яка використовує винахід, корисну модель, промисловий зразок, захищені патентом, з порушенням закону, вважають порушником патенту.
8. Вальниці ковзання. Загальні відомості
9. Вдавані виключення із закону попиту
10. Виведення закону Ома
11. Визначення закону руху механізму
12. Вимір дохідності та загальні підходи до оцінки ефективності управління інвестиційним портфелем.

Переглядів: 799