Невозможен процесс, единственным результатом которого был бы переход тепловой энергии от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой

Невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты в работу.

Первое начало ТД, устанавливая баланс различных типов энергии при переходе друг в друга, в то же время не указывает направления процесса, связанного с преобразованием энергии.

· между тем, самопроизвольные процессы с передачей тепла обладают однонаправленностью, что резко отличает их от механических процессов. Так, силы трения переводят механическую энергию движущихся частей механической системы в тепловую энергию – обратный процесс в изолированной системе невозможен.

Эти утверждения – различные формулировки второго начала ТД.

Энтропия системы (S) – физическая величина, изменение которой ( dS ) при температуре системы Т определяется формулой: dS = dQ/Т

· энтропия - макропараметр системы, который наряду с другими макропараметрами характеризует ее состояние

· нельзя непосредственно измерить, но можно вычислить;

_· важно знать не саму величину S, а разность энтропий системы в состояниях 1 и 2: S = S₂ – S₁

· сохраняется в обратимых процессах, происходящих в замкнутых системах:

S₂ = S₁ и S = 0.

ü обратимый процесс – на всех стадиях равновесие системы сохраняется.

ü замкнутая система – не обменивается с окружающей средой энергией и веществом.

*Понятие «обратимый процесс» - абстракция; такой процесс может реализовываться лишь приближенно.

· при необратимых процессах энтропия возрастает (S 0)

· энтропия незамкнутой, открытой системы может вести себя любым образом.

Энтропия системы связана с её термодинамической вероятностью (т.е. с числом способов реализации её макросостояния) соотношением:

S = k_Бln, где k_Б – постоянная Больцмана.

Это соотношение отвечает второму началу ТД:

· замкнутая система постепенно переходит к равновесному состоянию с максимальной энтропией и остаётся в нем, как в наиболее вероятном из всех возможных

· с другой стороны, именно наиболее вероятное состояние реализуется наибольшим числом способов, т.е. наибольшим числом макросостояний

· наиболее вероятно такое состояние многочастичной системы, при котором любая частица может находиться в любом своем индивидуальном состоянии; при этом поведение любой отдельной частицы непрогнозируемо

· в целом совокупность таких частиц представляет собой хаотичную систему, т.е. состояние термодинамического равновесия соответствует минимальной для данных условий упорядоченности

· чем менее упорядочена система, тем более вероятно это ее состояние.

· энтропия – мера хаотичности состояния системы.

Второе начало термодинамики утверждает: все замкнутые системы эволюционируют в направлении от упорядоченности к хаотичности. Вместе со вторым началом термодинамики, описывающим однонаправленность необратимых процессов, и понятием энтропии в физику входит понятие эволюции.

6. Природа статистических закономерностей в макромире.

В макромире существуют два типа принципиально различных явлений:

Дата добавления: 2014-01-11