|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Термодинамический взгляд на энтропиюПодвод энергии к системе способом теплопередачи приводит к повышению уровня беспорядочного движения частиц в системе. Из этого следует, что при нагревании системы можно ожидать увеличения энтропии. Но записать dS = dq неоправдано по двум причинам: энтропия - функция состояния, а теплота таковой не является. С другой стороны, переход энергии к системе способом теплопередачи вызывает больший хаос в более холодной системе, чем такой же - в горячей. Простейшее предположение состоит в том, что затраты энергии на разупорядочение в системе dq обратно пропорциональны Т. Поэтому с термодинамической точки зрения энтропия - нечто, изменяющееся следующим образом: , (4.21) где Т - характеристика уже существующей разупорядоченности в системе; dqобр - величина разупорядочивающего влияния. Индекс “обр.” указывает, что теплопередача организавана в обратимом режиме. Соотношение может быть получено из анализа работы тепловой машины, работающей в режиме произвольного цикла, состоящего из обратимых процессов (рис. 4.5). Если этот контур разбить большим числом адиабат, а через точки пересечения адиабат с контуром провести изотермы, то получаются бесконечно малые циклы Карно. Площади этих циклов при достаточной близости адиабат друг к другу мало отличаются по площади от циклов, ограниченных адиабатами и контуром цикла. Из теоремы Карно для случая обратимого цикла следует: , (4.22) или
, (4.23) Для каждого из бесконечно малых циклов согласно (4.23) справедливы равенства: - для ‘ цикла; - для “ цикла и т. д. (4.24) Суммирование равенств (4.24) дает: , (4.25) где - приведенная теплота. Тогда соотношение (4.25) может быть записано в виде: , (4.26) т.е. алгебраическая сумма приведенных теплот равна нулю. В пределе эта сумма переходит в интеграл, взятый по замкнутому контуру (равенство Клазиуса): , (4.27) Так как интеграл по контуру от некоторой функции равен нулю, то подинтегральное выражение - полный дифференциал, а сама функция есть функция состояния. Эта функция названа энтропией (S). Следовательно: , (4.28) и , (4.29) Соотношения (4.28) и (4.29) - математические выражения второго начала термодинамики, причем (4.29) справедливо только для обратимого режима ведения процесса. При рассмотрении необратимого цикла, справедливо неравенство: , (4.30) тогда или , (4.31) т. е. алгебраическая сумма приведенных теплот меньше нуля. По аналогии с вышеизложенными: и , (4.32) что соответствует неравенству: (4.33) или , (4.34) где . (4.35) После дифференцирования (4.34) окончательно: . (4.36) Неравенство (4.36) представляет математическую форму второго закона термодинамики для необратимых процессов. После обобщения (4.27) и (4.32) математическая форма записи второго закона термодинамики имеет вид: (4.37) или в дифференциальной форме записи: , (4.38) где знак неравенства относится к необратимым, а знак равенства - к обратимым процессам.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |