procese reversibile și ireversibile. Ireversibilitatea proceselor termice. A doua lege a termodinamicii
Liceul profesor de fizică regiune MBOU Uvarovo Tambov
Legea conservării energiei prevede că cantitatea de energie în toate transformările sale rămâne neschimbată. În același timp, multe dintre procesele, este acceptabil din punct de vedere al legii de conservare a energiei, nu apar niciodată în realitate.
Din prima lege a termodinamicii, direcție și, prin urmare, ireversibilitatea proceselor termice nu se pune.
Prima lege a termodinamicii necesită doar că cantitatea de căldură eliberată de către un organism, exact egală cu cantitatea de căldură care se va obține mai mult.
Real procese termice sunt ireversibile.
Atunci când concentrația de aliniere difuzie are loc spontan. Inversa procesul în sine nu va fi niciodată: niciodată spontan un amestec de gaze, de exemplu, nu sunt separate în componentele sale constitutive. În consecință, prin difuzie - un proces ireversibil.
Transferul de căldură, după cum arată experiența, este, de asemenea, un proces unilateral. Ca rezultat, energia termică este transmisă de la sine din organism este întotdeauna la o temperatură mai mare la un corp cu o temperatură mai joasă. Procesul invers de transfer de căldură de la un corp rece la un singur fierbinte apare niciodată.
Este de asemenea proces ireversibil de conversie a energiei mecanice în interior într-o coliziune neelastică sau frecare.
Există mai multe formulări din a doua lege a termodinamicii. Una dintre ele aparține german om de știință R. Clausius -
„Nu se poate procesa doar rezultatul care ar fi trecerea de la cantitate de căldură de la un corp rece la cald.“
Cu alte cuvinte, transferul de căldură într-o singură direcție poate avea loc într-un sistem închis - de la cald la corpul rece.
O mașină de mișcare perpetuă a primului tip - în mod continuu sau intermitent, care operează o mașină care ar efectua lucrările, cea mai mare parte alimentat la putere externă, încalcă legea de conservare a energiei, este prima lege a termodinamicii
Din a doua lege a termodinamicii presupune incapacitatea de a crea o mașină de mișcare perpetuă de al doilea tip. și anume motor, care ar efectua lucrările de răcire a unui singur organism.
Interpretarea statistică a ireversibilitatea proceselor în natură
Molecule enumera numerele 1, 2, 3, 4.
Există 16 microstări diferite, ele sunt prezentate în Figura
Probabilitatea ca toate moleculele se adună în jumătatea din stânga a navei este egală cu:
Probabilitatea ca moleculele sunt împărțite în mod egal, va fi de 6 ori mai mult:
Probabilitatea ca o jumătate din vas, cum ar fi la stânga, vor exista trei a moleculei, iar cealaltă o moleculă, respectiv, egală cu
Cele mai multe ori moleculele sunt distribuite în mod egal în cele două jumătăți ale vasului: este starea cea mai probabilă.
moleculele de gaz Ideal muta în mod substanțial independent unul față de celălalt. Pentru o moleculă de probabilitatea ca acesta va fi în jumătatea stângă a navei, este, evident, 1/2. Aceasta este aceeași probabilitate pentru cealaltă moleculă. Aceste evenimente sunt independente, iar probabilitatea ca prima și a doua molecule vor fi în jumătatea din stânga a navei este egală cu produsul dintre probabilitatea evenimentului: 1/2 • 1/2 = 1/4 = 1/22.
Pentru trei molecule de probabilitatea de a fi în jumătatea din stânga a navei este egal cu 1/23 și patru - 1/24. Este o valoare de probabilitate avem atunci când ne uităm la distribuția moleculelor în vas.
Dar, dacă luăm numărul real de molecule de gaz în 1 cm3 în condiții normale (n = 3 • 1019), atunci probabilitatea ca moleculele se vor aduna într-o jumătate de volum de 1 cm3 vasului să fie complet neglijabil:
Astfel, numai din cauza numărului mare de molecule în procesele macrosisteme în natură sunt practic ireversibile. În principiu, procesul invers este posibil, dar probabilitatea lor este aproape de zero. Nu este contrar, strict vorbind, legile naturii, procesul prin care o mișcare aleatorie a moleculelor toate sunt adunate într-o jumătate din clasă, iar elevii din cealaltă jumătate a clasei se va sufoca. Dar realist, acest eveniment a nu sa întâmplat niciodată în trecut și se va întâmpla în viitor. probabilitate prea mică de un astfel de eveniment care sa întâmplat vreodată în timpul existenței universului în starea sa actuală - aproximativ câteva miliarde de ani.
Se estimează că această probabilitate este de aproximativ același ordin de mărime ca și probabilitatea ca cei 20 000 de maimuțe lovind aleatoriu chei pe o mașină de scris, imprimat fără greșeli, „Război și Pace“ L. N. Tolstogo. În principiu, acest lucru este posibil, dar nu se întâmplă niciodată cu adevărat.
Ireversibilitatea proceselor în natură este conectată cu sistemul de aspirație să se mute în starea cea mai probabilă, care corespunde dezordinii maxime.