НЕЗВОРОТНІСТЬ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ

Перший закон термодинаміки є законом збереження енергії при протіканні теплових процесів, коли енергія одного виду перетворюється в інший.

Перший закон термодинаміки, встановлюючи енергетичне рівність при протіканні процесів, нс дає вказівки на те, в якому напрямку протікають процеси, і чому вони відбуваються так, а не інакше.

При взаємодії тіл і систем відбуваються процеси мають певну спрямованість. Так, при згасаючих коливаннях маятника його механічна енергія поступово переходить у внутрішню енергію маятника і навколишнього середовища, зворотного ж процесу не відбувається.

Розчинення цукру у воді, передача теплоти від гарячого тіла до холодного є прикладами односторонньо протікають процесів. Прикладами необоротних процесів є дифузія, теплопровідність, в'язка течія рідини. 11одобние процеси отримали назву необоротних.

З.10. ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

Незворотність процесів, спрямованість можливих енергетичних перетворень формулюється за допомогою II закону термодинаміки, який є узагальненням людського досвіду і спостережень за явищами природи. Наведемо його формулювання, запропоноване німецьким вченим Р. Клаузиусом.

Кількість теплоти не може бути мимовільно передано від тіла менш нагрітого до тіла більш нагрітого. Тут слід звернути увагу на слово «мимовільно», тобто що відбувається само собою без участі інших тіл, без зміни їх стану.

Наш повсякденний досвід підтверджує вірність цього закону термодинаміки. Так, в кімнаті тепло переходить від нагрітої батареї опалення до повітря і предметів, що знаходяться в кімнаті, а не навпаки.

У холодильних машинах тепло забирається від морозильника і передається навколишньому середовищу. Однак порушення II закону термодинаміки тут не відбувається, так як цей процес йде не мимовільно, а вимагає витрат механічної енергії, споживаної електродвигуном холодильника, тобто процес «відібрання» тепла від морозильника супроводжується зміною стану оточуючих тел.

Незворотність характерна не тільки для процесу теплопередачі, але і для всіх мимовільно протікають процесів.

Історична довідка. Клаузиса Рудольф Юліус Емануіл' (1822-1888) - німецький фізик-теоретик, один із творців термодинаміки і кінетичної теорії газів. Основні роботи в галузі молекулярної фізики, термодинаміки, теорії парових машин, теоретичної механіки, математичної фізики. Розвиваючи ідеї С. Карно, сформулював принцип еквівалентності теплоти і роботи. У 1850 р довів співвідношення між теплотою і механічною роботою (перший початок термодинаміки), сформулював другий початок термодинаміки: «теплота сама по собі не може перейти від більш холодного тіла до більш теплого».

Карно Нікола Леонард Саді (1796-1832) - французький фізик і інженер. У 1824 р опублікував книгу «Роздуми про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвинути цю силу». У цій роботі вперше довів, що корисну роботу можна отримати тільки в тому випадку, якщо тепло переходить від більш нагрітого тіла до менш нагрітого (другий початок термодинаміки). Ввів поняття кругового і оборотного процесів, а також ідеального циклу теплових машин.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >