Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Второй закон термодинамики и следствия из него.
Рассмотрим изолированную систему. Тогда в изолированной системе, находящейся в равновесном состоянии или в случае происходящих обратимых процессов . Рассмотрим случай, когда в изолированной системе происходит необратимый процесс . Такой процесс будет сопровождаться ростом энтропии. Покажем, что переход теплоты от горячего тела к холодному происходит в соответствии со вторым законом термодинамики. Пусть имеются два тела (первое разогретое, второе холодное), при этом . Установим между ними тепловой контакт.
Гипотетически возможны 2 случая: 1) Некоторое количество теплоты переходит от горячего тела к холодному. (т. к. произошло понижение количества теплоты первого тела), . Изменение энтропии в целом: ; 2) Соотнесем эти выражения со вторым законом термодинамики: в первом случае , а во втором . Следовательно, первый процесс соответствует второму закону термодинамики. Пусть имеется сосуд с газом. Этот сосуд разделен на две половинки, причем газ изначально находится в одной половинке. Убираем перегородку, и газ самопроизвольно заполняет весь объем. Мы предположили, что обмена энергией с окружающей средой не происходит. Поэтому внутренняя энергия не меняется. Энтропия – это функция состояния, поэтому неважно, каким путем система пришла в новое состояние. Можно предположить, что процесс происходил изотермически. При изотермическом расширении газа . Тогда: Воспользуемся уравнением Менделеева : . Тогда согласно второму закону термодинамики: . Допустим : . Процесс расширения газа соответствует второму закону термодинамики, энтропия системы при этом возрастает. Обратный процесс сопровождался бы уменьшением объема, который занимает газ. Но тогда , а, следовательно, приращение энтропии отрицательно, а это противоречит второму закону термодинамики. Увеличение энтропии в системе сопровождается увеличением хаоса и уменьшением порядка. Это отражает диаграмма:
|