Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Энтропия

Теорема Карно.

1) КПД всех идеальных тепловых машин работающих по обратимому циклу Карно не зависит от устройства нагревателя и холодильника, а зависит только от их температур.

2) КПД любой другой тепловой машины работающей по необратимому циклу меньше чем КПД идеальной тепловой машины.

Обратимыми называются термодинамические процессы которые система может проходить через одни и те же последовательности состояний равновероятно в прямом и обратном направлении.

Необратимыми называются процессы для которых обратный переход невозможен или маловероятен.

2 начало термодинамики накладывает ограничение на некоторые виды процессов:

Формулировка Кельвина:

1) невозможны такие процессы, единственным результатом которых является превращение тепла в равную ему работу.

2) форм-ка Клаузиуса. Невозможно существование вечных двигателей 2 рода, т.е. таких двигателей, в которых энергия самопроизвольно переходила от менее нагретого тела к более нагретому без изменения в окружающей среде.

Приведенная теплота – количество теплоты отданное или полученной системой в некотором процессе, отнесенная к температуре при которой происходит этот процесс.

В обратимом процессе

В необратимом процессе

Энтропия – скалярная физическая величина, характеризующая состояние термодинамической системы. Элементарное измерение энтропии численно равно приведенному количеству теплоты полученному/отданному газом в обратимом процессе.

Изменение энтропии в некотором процессе зависит только от начального и конечного состояния системы.

Для конечного процесса (обратимого)

В необратимом процессе

Физический смысл. Энтропия – количественная мера необратимости термодинамических процессов.

В результате самопроизвольных необратимых процессов энтропия возрастает =>

В замкнутых системах энтропия увеличивается и по достижению максимума остается постоянной.

Т.к. адиабатный процесс обратим и происходит в теплоизолированных системах, то в таком процессе сохраняется энтропия и этот процесс является изоэнтропийным.

Статистическое толкование энтропии. Энтропия некоторого состояния термодинамической системы прямопропорциональна вероятности этого состояния. , W-вероятность некторого состояния системы, k-постоянная Больцмана. Наиболее вероятным является состояние при котором частицы распределены в пространстве равномерно.

Смысл 2 нач. термодинамики: термоизолированные замкнутые системы стремятся к max хаоса.

Поиск по сайту: