ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

один из осн. законов термодинамики; устанавливает необратимость макроскопич. процессов, протекающих с конечной скоростью: процессы, связанные с теплообменом при конечной разности темп-р, с трением, с диффузией, с выделением джоулевой теплоты и др., текущими с конечной скоростью, необратимы, т. е. могут самопроизвольно протекать только в одном направлении.

Исторически В. н. т. возникло из анализа работы тепловых машин (франц. учёный С. Карно, 1824). Существует неск. эквивалентных формулировок В. н. т. Само название «В. н. т.» и исторически первая его формулировка (1850) принадлежат нем. учёному Р. Клаузиусу: невозможен процесс, при к-ром теплота переходила бы самопроизвольно от холодных тел к телам нагретым. При этом самопроизвольный переход не следует понимать в узком смысле: невозможен не только непосредств. переход, его невозможно осуществить и при помощи машин или приборов без того, чтобы в природе не произошли ещё к.-л. изменения (механич., тепловые и т. д.). Иными словами, невозможно провести процесс, единственным следствием к-рого был бы переход теплоты от холодного тела к нагретому. Если бы (в нарушение положения Клаузиуса) такой процесс оказался реально осуществимым, то можно было бы, разделив один тепловой резервуар на две части и переводя теплоту из одной части в другую, получить два резервуара с разл. темп-рами. Это позволило бы многократно осуществить с этими резервуарами Карно цикл и получить механич. работу при помощи периодически действующей (т. Поскольку это невозможно, в природе невозможны процессы, единств. следствием к-рых было бы совершение механич. работы, произведённой в результате охлаждения теплового резервуара (формулировка англ. физика У. Томсона, 1851). Обратно, если бы можно было получить механич. работу за счёт внутр. энергии одного теплового резервуара (в противоречии с В. н. т., по Томсону), то можно было бы нарушить и положение Клаузиуса. Механич. работу, полученную за счёт теплоты от более холодного резервуара, можно было бы использовать для нагревания более тёплого резервуара (напр., трением) и тем самым осуществить переход теплоты от холодного тела к нагретому без изменения состояния к.-л. иных тел.

В реальных тепловых двигателях процесс превращения теплоты в работу обязательно сопряжён с передачей определ. кол-ва теплоты внеш. среде. В результате тепловой резервуар двигателя охлаждается, а более холодная внеш. среда нагревается, что находится в согласии с В. н. т. Нарушение В. н. т. означало бы возможность создания т. н. вечного двигателя 2-го рода, совершающего работу за счёт внутр. энергии теплового резервуара и не изменяющего термодинамич. состояния окружающих тел. Следовательно, В. н. т. можно формулировать и как невозможность создания вечного двигателя 2-го рода (нем. физик В. Оствальд, 1888). -Г. А. Зисман. В совр. термодинамике В. н. т. формулируется как закон возрастания энтропии S. Согласно этому закону, в замкнутой макроскопич. системе энтропия при любом реальном процессе либо возрастает, либо остаётся неизменной, т. е. изменение энтропии dS?0 (равенство имеет место для обратимых процессов). В состоянии равновесия энтропия замкнутой системы достигает максимума и никакие макроскопич. процессы в такой системе, согласно В. н. т., невозможны. Приведённые в начале статьи формулировки В. н. т. представляют собой частные выражения общего закона возрастания энтропии.

Для незамкнутой системы направление возможных процессов, а также условия равновесия могут быть выведены из закона возрастания энтропии, применённого к составной замкнутой системе, получаемой путём присоединения всех тел, участвующих в процессе. Это приводит в общем случае необратимых процессов к неравенствам:

где dQ — переданное системе кол-во теплоты, dА — совершённая над ней работа, dU — изменение её внутр. энергии; знак равенства относится к обратимым процессам.

Важные следствия даёт применение В. н. т. к системам, находящимся в фиксированных внеш. условиях. Напр., для систем с фиксированной темп-рой и объёмом неравенство (1) приобретает вид: F?0, где F=U-TS— свободная энергия системы (Гельмгольца анергия). Т. о., в этих условиях направление реальных процессов определяется убыванием F, а состояние равновесия — минимумом этой величины (см. ПОТЕНЦИАЛЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ).

В. н. т., несмотря на свою общность, не имеет абс. хар-ра, и отклонения от него (флуктуации) явл. вполне закономерными. Примерами флуктуац. процессов могут служить: броуновское движение ч-ц, равновесное тепловое излучение нагретых тел (в т. флуктуации темп-ры и давления в равновесной системе и т. д.

Статистическая физика, построенная на анализе микроскопич. механизма явлений, происходящих в макроскопич. телах, и выяснившая физ. сущность энтропии, позволила понять природу В. н. т., определить пределы его применимости и устранить кажущееся противоречие между механич. обратимостью любого, сколь угодно сложного, микроскопич. процесса и термодинамич. необратимостью процессов в макротелах. Как показывает статистич. термодинамика (австр. физик Л. Больцман, амер. физик Дж. У. Гиббс), энтропия системы связана со статистическим весом Р макроскопич. состояния: S=klnP. Статистич. вес Р пропорц. числу разл. микроскопич. реализаций данного состояния макроскопич. системы (напр., разл. распределений значений координат и импульсов молекул газа, отвечающих определ. значениям энергии, давления и др. термодинамич. параметров газа). Для замкнутой системы вероятность термодинамическая W данного макросостояния пропорц. его статистич. весу и определяется энтропией системы:

W = exp (S/k), или S=klnW. (2)

Т. о., закон возрастания энтропии имеет статистически-вероятностный хар-р и выражает пост. тенденцию системы к переходу в более вероятное состояние. Максимально вероятным явл. состояние равновесия; за достаточно большой промежуток времени любая замкнутая система достигает этого состояния.

Энтропия — величина аддитивная, она пропорц. числу ч-ц в системе. Поэтому для систем с большим числом ч-ц даже самое ничтожное относит. изменение энтропии, приходящейся на одну ч-цу, существенно меняет её абс. величину; изменение же энтропии, стоящей в показателе экспоненты в ур-нии (2), приводит к изменению вероятности W данного макросостояния в огромное число раз. Именно этот факт явл. причиной того, что для системы с большим числом ч-ц следствия В. н. т. практически имеют не вероятностный, а достоверный хар-р. Крайне маловероятные процессы, сопровождающиеся сколько-нибудь заметными уменьшениями энтропии, требуют столь огромных времён ожидания, что их реализация практически невозможна. В то же время малые части системы, содержащие небольшое число ч-ц, испытывают непрерывные флуктуации, сопровождающиеся лишь небольшим абс. изменением энтропии. Ср. значения частоты и величины этих флуктуации явл. таким же достоверным следствием статистич. термодинамики, как и само В. н. т.

Буквальное применение В. н. т. к Вселенной как целому привело Клаузиуса к неправомерному выводу о неизбежности «тепловой смерти» Вселенной.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

Смотреть больше слов в «Физической энциклопедии»

ВТОРОЙ ЗВУК →← ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Смотреть что такое ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ в других словарях:

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

принцип, устанавливающий необратимость макроскопических процессов, протекающих с конечной скоростью. В отличие от чисто механических (без трени... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ, принцип, устанавливающий необратимость макроскопич. процессов, протекающих с конечной скоростью. В отличие от чисто меха... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

устанавливает существование энтропии как ф-ции состояния макроскопич. системы и вводит понятие абс. термодинамич. т-ры. Утверждает, что все процессы... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

один из основных законов термодинамики, устанавливающий необратимость макроскопических тепловых процессов, протекающих с конечной скоростью. В отличие от чисто механических (без трения) или электродинамических (без выделения джоуле-ва тепла, из-за электрической проводимости среды, в которой существует электромагнитное поле) обратимых процессов процессы, связанные с теплообменом, с трением, диффузией газов, расширением газов в пустоту, выделением джоулева тепла и т. д., — необратимы, т. е. могут самопроизвольно протекать только в одну сторону, в одном направлении. Благодаря достаточной сложности указанного явления имеется несколько эквивалентных формулировок этого начала: 1) (исторически первая из формулировок и само название закона как начала принадлежат немецкому физику Р. Клаузиусу) невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходило бы от тел более холодных к телам более нагретым без каких-либо изменений в системе или в окружающей среде; 2) в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (при протекании в ней обратимых равновесных процессов), либо возрастает (при неравновесных процессах) и состояние равновесия достигает максимума — формулировка начала в виде наиболее общего закона как закона возрастания энтропии; 3) невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответствующему охлаждению теплового резервуара (формулировка У. Том-сона, М. Планка); 4) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода (В. Оствальд). Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006.... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

один из осн. законов термодинамики, согласно к-рому невозможно создать вечный двигатель 2-го рода. Существует ряд эквивалентных формулировок В. н. т., ... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

один из основных законов термодинамики, устанавливает существование энтропии как функции состояния макроскопич. системы и определяет для всех протекающ... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ - один из основных законов термодинамики, закон возрастания энтропии: в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратимые, равновесные процессы), либо возрастает (при неравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума. Другие эквивалентные формулировки:...1) невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу более нагретому без каких-либо других изменений в системе или окружающей среде (Р. Клаузиус);2)] невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответственно охлаждению теплового резервуара (У. Томсон, М. Планк);3) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода (В. Оствальд). ... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ, один из основных законов термодинамики, закон возрастания энтропии: в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратимые, равновесные процессы), либо возрастает (при неравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума. Другие эквивалентные формулировки:...1) невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу более нагретому без каких-либо других изменений в системе или окружающей среде (Р. Клаузиус);...2) невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответственно охлаждению теплового резервуара (У. Томсон, М. Планк);...3) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода (В. Оствальд). ... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ , один из основных законов термодинамики, закон возрастания энтропии: в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом и механическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратимые, равновесные процессы), либо возрастает (при неравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума. Другие эквивалентные формулировки:...1) невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу более нагретому без каких-либо других изменений в системе или окружающей среде (Р. Клаузиус);...2) невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответственно охлаждению теплового резервуара (У. Томсон, М. Планк);...3) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода (В. Оствальд).... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

один из основных законов термодинамики, устанавливающий необратимость реальных термодинамических процессов. Второе начало термодинамики сформулировано как закон природы французским физиком и инженером H. Л. С. Карно (1796 — 1832) в 1824г., немецким физиком P. Клаузиусом (1822 — 1888) в 1850г. и английским физиком У. Томсоном (1824 — 1907) в 1851г. в различных, но эквивалентных формулировках: - процесс, при котором не происходит никаких изменений, кроме передачи тепла от горячего тела к холодному, необратим, т. е. теплота не может самопроизвольно переходить от более холодного тела к более горячему (принцип Клаузиуса); - процесс, при котором работа переходит в тепло без каких-либо иных изменений состояния системы, необратим, т. е. невозможно полностью преобразовать в работу все тепло, взятое от тела, не производя никаких других изменений состояния системы (принцип Томсона). ... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

- один из основных законов термодинамики,закон возрастания энтропии: в замкнутой, т. е. изолированной в тепловом имеханическом отношении, системе энтропия либо остается неизменной (если всистеме протекают обратимые, равновесные процессы), либо возрастает (принеравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума.Другие эквивалентные формулировки:...1) невозможен переход теплоты от телаболее холодного к телу более нагретому без каких-либо других изменений всистеме или окружающей среде (Р. Клаузиус);...2) невозможно создатьпериодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл)машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза(механической работе) и соответственно охлаждению теплового резервуара (У.Томсон, М. Планк);...3) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода(В. Оствальд).... смотреть

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Смотреть что такое ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ в других словарях:

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Рекомендуем посмотреть:

RUFETA

SOSPENSIONE TRASVERSALE

ЗАМУЖ

ЗРИТЕЛЬНЫЙ ФОТОМЕТР

КОЛОСНИК

ЛЯМКА

ОРАТОР

РАСТЯЖНЫЙ

ЭФИОПКА

قيّم