II Закон Термодинамики

Формулировки закона:

1. Тепло может переходить только от более нагретых тел к менее нагретым.

2. Тело, имеющее наименьшую температуру, не может служить источником тепла.

3. Невозможно создать вечный двигатель второго рода; то есть такую машину, которая, действуя периодически, превращала бы все тепло, подведенное к ней в работу.

Возможно перевести все тепло в работу, если машина действует однократно!

Исходя из этого, был вычислен максимальный кпд тепловых машин:

Все тепло, которое нельзя перевести в полезную работу рассеивается

Или диссипирует в окружающую среду. Критерием диссипативности служит приведенная теплота: которая получила название энтропии.

Для обратимого процесса приведенная элементарная теплота будет равна изменению энтропии:

Так как Q_обр.>Q_необр. , Для необратимого процесса

Энтропия (приведенная теплота) относится к функциям состояния, которые не зависят от пути процесса, а определяются начальными и конечными состояниями системы. В общем случае II Закон Термодинамики в математической записи выглядит так:

Для конечных значений S=Q/T, так как энтропия является мерой диссипативной части энергии, она должна характеризовать беспорядок в системе. Чем больше энтропия, тем меньше упорядоченность системы (порядок).

К этому же выводу пришел Больцман, который раскрыл физический смысл энтропии с помощью статистической термодинамики, которая описывает макроскопические системы, суммируя её микроскопические состояния:

, где W – термодинамическая вероятность системы, то есть такое число микросостояний, изменение которых не приводит к изменению макроскопических параметров системы.

Дата добавления: 2013-12-12