Pentru auto-studiu
Să dăm cea mai simplă formulare a celei de-a doua legi a termodinamicii: căldura nu poate trece corpuri reci la corpuri fierbinți. Această declarație este confirmată în mod repetat în practica noastră, în bat. De exemplu, în fiecare zi vom vedea transferul de căldură de la oala fierbinte la aer rece bame-zhayuschemu (ceainic se răcește, se încălzește apropierea sa OMS-spirit), dar nimeni nu a văzut vreodată revenirea la Kettle în sine a devenit încălzit mai mult și mai mult, luând căldura din aerul rece din jur.
În ciuda evidentei evidente a formulării celei de-a doua lege a termodinamicii, în ea există o mare semnificație. Aceasta este una dintre putinele legi fundamentale ale naturii. Și, ca orice lege fundamentală, este imposibil să o demonstrăm! Puteți să-i testați experimental validitatea (ceea ce se întâmplă în fiecare zi, cel puțin pentru o perioadă care este supusă memoriei omenirii). De fapt, a doua lege a termodinamicii este un postulat.
O altă caracteristică a acestui principiu este că nu este absolut infailibil, în mod inevitabil, care rulează cu privire la faptul că nu există legi naturale care interzic, de exemplu, pometi de aer se ciocnesc cu pereții fierbătorului, dându-i o parte din energia cinetică, adică. E încălzirea fierbătorului. În principiu, nimic nu interzice niciun ceainic să se încălzească în mod voluntar datorită aerului mai rece din jur. De ce nu sa întâlnit nimeni în practica sa? De fapt, apar două tipuri de coliziuni moleculare pereți ibric de aer: în primele molecule își pierd o parte din energia sa, conferindu-moleculele peretelui, în al doilea - moleculele de aer. dimpotrivă, primesc energie suplimentară din moleculele peretelui (pereții pierd această energie, se răcesc).
Cazanul se va răci sau se va încălzi, depinde de raportul dintre numărul de solicitări de tip 1 și 2. Dacă predomină primul tip, atunci fierbătorul se va încălzi, dacă cel de-al doilea tip predomină - fierbătorul se răcește. Tip PIN în sine va depinde de factori cum ar fi amplitudinea, fluctuațiile de fază ale fiecăreia dintre moleculele de pereții vasului, viteza și unghiul de mișcare a moleculelor de aer și molecule de perete ceainic tip și aer și altele. Mulți factori, este important ca raportul lor în fiecare cursă. Dar nimic nu împiedică să șansă chiar și în loviturile de aer rece dominat de primul tip, adică. E. Că fierbătorul este încălzită prin răcirea în continuare aerul deja rece.
Nimic nu împiedică, de asemenea, că, în moleculele de aer cameră normale cu cea mai mare viteză, concentrată la întâmplare într-un colț al camerei, iar vitezele de molecule mici (amintesc distribuția Maxwell a vitezei) în colțul opus. Aceasta corespunde încălzirii spontane a aerului într-o parte a camerei, care o răcește pe alta. În cele din urmă, nimeni nu interzice că, din întâmplare, din 1000 de monede aruncă 1000 de ori, ar cădea exact pe margine.
Este posibil să aducem numeroase exemple de evenimente aleatorii care nu interzic nimic să se întâmple, dar nimeni nu le-a observat vreodată. Intuitiv, probabil, toată lumea înțelege de ce se întâmplă acest lucru: aceste evenimente sunt posibile accidental, dar foarte puțin probabil.
Ca rezultat al acestor argumente, avem un cuvânt care joacă un rol-cheie în a doua lege a termodinamicii - probabilitate. Evenimentele în natură pot fi puțin probabile și pot fi cele mai probabile.
A doua lege a termodinamicii descrie doar cele mai probabile procese, evenimente. De exemplu, procesul de redistribuire a căldurii din colțul încălzit al încăperii (în cazul în care este amplasată bateria de încălzire) la celălalt, mai puțin încălzit, este procesul cel mai probabil. Procesul invers este de asemenea posibil, dar este puțin probabil ca nimeni să nu-l fi întâlnit și, dacă a făcut-o, a tratat-o ca pe un miracol.
Termenul de "probabilitate" pe care l-am găsit este legat în mod inextricabil de conceptul stării în care se află corpul, sistemul de corpuri, molecule, atomi, particule. Orice proces fizic este o tranziție de la o stare la alta, adică o tranziție de la o probabilitate la alta. În Fig. Figura 8.13 prezintă volumul V care conține gazul și trei stări diferite în distribuția acestui gaz în volumul V.
Este clar că starea 2 este cea mai probabilă pentru un gaz care umple uniform întregul volum. Statul 3 este foarte, foarte improbabil (la urma urmei, nimeni nu a observat că aerul din încăpere se va concentra într-unul din colțurile sale). Starea 1 ocupă în mod evident o poziție intermediară între 2 și 3. Dacă starea este determinată de o probabilitate termodinamică, atunci W3 Din experiență știm de asemenea că în cazul în care gazul este la 1 să se dea, el va merge la starea 2, în loc de 3, v. E. Sistemul de molecule, „alege“ o cale în care probabilitatea-W a creșterii (sau cel puțin nu scade). Fiți atenți, vorbim despre un proces spontan, adică fără a afecta sistemul forțelor externe. Într-adevăr, s-ar putea pune sistemul de molecule de la starea 1 la 3 cu durată, în cazul în care gazul este comprimat de un piston, dar, de fapt, la piston, și, prin urmare, la o forță exterioară a fost aplicată gazului. A doua lege a termodinamicii este valabilă numai pentru sistemele izolate, adică nu este supusă unor influențe externe. Prin urmare, este posibil să se opereze frigidere și climatizării-ERS, care aparent contrar celui de al doilea-top termodinamica Nomics ia caldura din răcitorul de aer și pompate mai cald (de exemplu, camera cu aer condiționat răcit de transferurile acționarilor de căldură în afara unui aer cald). Faptul este că, în aceste cazuri, există în mod necesar o acțiune externă a OMS din partea motorului frigiderului sau aer-conditionat-inegalitate, alimentate cu energie electrică de la centralele electrice îndepărtate. C-STEM nu este izolat, și, prin urmare, nu poate fi aplicat a doua lege a termo-dinamică (de aici concluzia curios: într-un sistem neizolat poate organiza practic orice „minune“, orice eveniment rar, singura întrebare este GIES de cost-Ener pentru el ). Reamintim că entropia este inextricabil legată de probabilitatea W a stării sistemului: S = k În W. Referindu-ne la Figura 8.13, putem scrie S3 Deoarece a existat o tranziție 1 → 2, atunci entropia sistemului (molecule de gaz) a variat: S1 → S2. De la S1 Dacă considerăm că astfel de tranziții sunt posibile și atunci când probabilitatea statului și, prin urmare, entropia nu se schimbă, atunci relația de mai sus poate fi scrisă: # 916; S ≥ 0. Aceasta este o altă formulare a celei de-a doua legi a termodinamicii: entropia unui sistem închis nu scade. Evident, dacă sistemul nu este închis, atunci schimbarea entropiei S poate fi oricare, adică este posibil și # 916; S<0. Вспомним еще одно определение энтропии как меры хаоса, беспорядка в си-стеме и с этой точки зрения рассмотрим второе начало термодина-мики. Итак, чем больше хаоса, тем больше энтропия системы. Тогда из второго начала термодинамики (ΔS ≥ 0) следует, что все самопроизвольные процессы ведут к увеличению хаоса в си-стеме. Figura 8.14 prezintă un vas cu gaz în două stări diferite. În starea 1 a fiecărei molecule de gaz Lend-Leno de două ori mai puțin spațiu pentru o posibilă locație în comparație cu starea 2. Prin urmare, starea 2 este asociat cu mai mult haos decat starea de 1. Nici unul dintre noi nu au nici o încreți-TION este că, dacă o partiție împărțirea navei în jumătate pentru a face o gaură, gazul se umple întregul vas, făcând clic în starea exemplului 2. Există un proces spontan, este însoțit, da naștere haos în sistem, adică. e. entropia (AS> 0). Trecerea gazului de la starea 1 la starea 2 este un proces ireversibil (de fapt, gazul în sine nu va fi colectat înapoi în jumătate din volum). Evident, procesul prin care haosul și enropia cresc, este ireversibil. În timp Același număr de molecule se mișcă de la stânga la dreapta și invers. Ca urmare, echilibrul gazului în jumătăți nu este încălcat. Din toate cele de mai sus, rezultă că al doilea început 1. Acest lucru este valabil pentru sistemele izolate cu multe corpuri. 2. este statistic, caracter, și determină cea mai probabilă direcție de dezvoltare a proceselor, evenimentelor. 3. este un postulat, rezultatul observațiilor, care teoretic nu poate fi dovedit. 4. se confirmă prin verificarea experimentală. 5. Nu există legi ale naturii care să interzică măcar o singură dată să încalce a doua lege a termodinamicii pentru sistemele izolate. 6. În sistemele izolate, afirmă că entropia crește sau, cel puțin, nu se schimbă. CONCEPTE DE BAZĂ ÎN MECANICĂ · Sistemul de referință constă dintr-un corp de referință, un sistem de coordonate conectat rigid și un ceas. Punctul material este un corp macroscopic, ale cărui dimensiuni sunt neglijate în funcție de condițiile problemei. · Traiectoria mișcării unui punct material este agregatul tuturor pozițiilor sale succesive în spațiu. · Vectorul de deplasare este schimbarea vectorului de rază într-un cadru de referință dat. · Calea s este lungimea traiectoriei punctului material pentru un anumit interval de timp t. Este o cantitate vectorială care caracterizează rapiditatea modificării vectorului de rază. - o cantitate vectorială care caracterizează rapiditatea modificării vectorului de viteză. · Accelerarea tangențială (tangențială) Este componenta accelerației totale, care determină modificarea modulului de viteză și este direcționată de-a lungul tangentei pe traiectorie. - componenta a accelerației totale, îndreptată spre centrul curburii traiectoriei. · Mișcare uniformă rectilinie - mișcare cu viteză constantă. · Mișcare rectilinie egală - mișcare cu accelerație constantă. · Mișcarea de mișcare curbilinie pe o traiectorie curbilinie cu vectori variați de accelerații tangențiale și normale. · Mișcarea de mișcare rotativă a bp. de-a lungul circumferinței, caracterizată prin vectori ai vitezei unghiulare și accelerației unghiulare, al cărui modul este legat de viteza liniară a mt de relațiile · Vectorul de viteză unghiulară; determină rata de schimbare a unghiului de rotație al punctului. · Vector de accelerare unghiulară determină modificarea vitezei unghiulare. unde u este unghiul și viteza unghiulară la t = 0. Semnul plus corespunde o rotație uniform accelerată, iar minusul este la fel de lent.Articole similare