A doua lege a termodinamicii, una dintre legile de bază ale termodinamicii, care stabilește ireversibilitatea proceselor termodinamice reale. A doua lege a termodinamicii este formulată ca o lege a naturii NL Carnot în 1824, R. Clausius în 1850 și W. Thomson (Lord Kelvin) în 1851, în diferite, dar echivalente termeni. A doua lege a termodinamicii în formularea lui Clausius susține că procesul în cazul în care nu există nici o schimbare, cu excepția transferului unui caldura corpului cald la frig și ireversibil, adică. E. de căldură nu se poate mișca în mod spontan din corpul de răcire la un (principiul Clausius) fierbinte. Conform modului de redactare a Thomson, procesul prin care lucrarea este transformată în căldură, fără alte modificări ale stării sistemului este ireversibil, adică, ea nu poate fi convertit complet în lucru toată căldura luată din organism, fără a face alte modificări ale stării sistemului (principiul Thomson). Principiul lui Thomson este echivalent cu afirmația despre imposibilitatea unei mișcări perpetue a celui de-al doilea tip. A doua lege a termodinamicii pot fi formulate sub forma de principiu Caratheodory aproape orice echilibru termodinamic și arbitrar aproape de ea există o stare în care este imposibil de a ajunge acolo cu ajutorul unui proces adiabatic. Din imposibilitatea mișcării perpetuu a celui de-al doilea tip urmează teorema Carnot. Pe baza teoremei lui Carnot, este posibilă construirea unei scale de temperatură absolută. Considerând un proces ciclic în care sistemul primește (δQ> 0) sau dă (δQ <0) малые количества теплоты δQ при абсолютной температуре Т, можно сформулировать второе начало термодинамики в виде неравенства Клаузиуса: ∫δQ/T≤0, где интеграл берётся по замкнутому циклу. Знак равенства (здесь и ниже) относится к обратимым (квазистатическим) процессам (равенство Клаузиуса). Из равенства Клаузиуса следует, что для обратимого процесса dS = δQ/Т есть полный дифференциал функции состояния S, называемой энтропией. Поэтому второе начало термодинамики можно сформулировать в виде неравенства в дифференциальной форме: dS≥SQ/Т, или в интегральной форме: SB -SA ≥∫ B A δQ/T (где SA и SB - энтропии начального и конечного состояний системы). Из этого неравенства следует, что для адиабатически изолированной системы (δQ = 0) при необратимых процессах энтропия возрастает (dS> 0), iar pentru reversibil - rămâne neschimbată (dS = 0). Luând în considerare prima lege a termodinamicii, în care δQ = dU + PDV (U - energie internă, p - presiunea, V - volum), a doua lege a termodinamicii poate fi formulată sub formă de inegalitate: tds - dU - PDV ≥ 0.
Alte formulări echivalente ale celei de-a doua lege a termodinamicii pot fi obținute cu ajutorul oricărui potențial termodinamic. De exemplu, pentru energia F Helmholtz = U TS obține: dF + SDT + PDV ≤ 0. Atunci când este selectată ca potențialul termodinamic al liberă Gibbs G energie = U - TS + pV obține: dG + SDT - vdp ≤ 0.
În teoria cinetică a gazelor a doua lege a termodinamicii este o consecință Boltzmann H teorema, deoarece Boltzmann-funcția H, care se exprimă printr-o distribuție atomii de funcții entropie este proporțională cu gazul ideal. Prin urmare, creșterea entropiei nu este absolută, ci probabilistă. În fizica statistică se transformă semnificația fizică a entropiei asociată cu logaritmul probabilitatea termodinamică W relație Boltzmann S = k LNW, unde k - constanta Boltzmann. Creșterea entropiei înseamnă o tranziție de la o stare termodinamică mai puțin probabilă la o stare mai probabilă. Termodinamicii proceselor ireversibile, a doua lege a termodinamicii este o consecință a pozitivitate entropiei (adică, creșterea vitezei sale), care este forma pătratică pozitiv definită în forțele termodinamice ce caracterizează abaterea sistemului de la starea de echilibru termodinamic. Astfel, termodinamica de echilibru dă o caracteristică cantitativă a celei de-a doua lege a termodinamicii. În fizica statistică se stabilesc limitele aplicabilității celei de-a doua lege a termodinamicii, legată de existența fluctuațiilor entropiei. Încheierea unei „moartea termică“ a universului, care se face, uneori, prin aplicarea pe acesta a doua lege a termodinamicii ca un sistem termodinamic închis nu este legală. Faptul este că, în evoluția Universului, un rol important îl are gravitatea și expansiunea universului, care nu au fost luate în considerare.
Vezi literatura de specialitate în temeiul art. Termodinamicii.
Articole similare
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: