25. Второе начало термодинамики. Энтропия

Существует несколько формулировок второго закона термодинамики: теплота сама собой не может переходить от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой (формулировка Клаузиуса), или невозможен вечный двигатель второго рода (формулировка Томсона).

Процесс называют обратимым, если можно совершить обратный процесс через все промежуточные состояния так, чтобы после возвращения системы в исходное состояние в окружающих телах не произошло каких-либо изменений.

Коэффициентом полезного действия тепловой машины, или прямого цикла, называют отношение совершенной работы к количеству теплоты, полученному рабочим веществом от нагревателя:

Так как работа тепловой машины совершается за счет количества теплоты, а внутренняя энергия рабочего вещества за цикл не изменяется (DU = 0), то из первого закона термодинамики следует, что работа в круговых процессах равна алгебраической сумме количеств теплоты:

A = Q₁ + Q₂.

Следовательно:

Количество теплоты Q₁, полученное рабочим веществом, положительно, количество теплоты Q2, отданное рабочим веществом холодильнику, отрицательно.

Сумму приведенных количеств теплоты для обратимого процесса можно представить как разность двух значений некоторой функции состояния системы, которую называют энтропией:

где S₂ и S₁ - энтропия соответственно в конечном втором и начальном первом состояниях.

Энтропия есть функция состояния системы, разность значений которой для двух состояний равна сумме приведенных количеств теплоты при обратимом переходе системы из одного состояния в другое.

Физический смысл энтропии:

Если система перешла от одного состояния к другому, то независимо от характера процесса изменение энтропии вычисляется по формуле для любого обратимого процесса, происходящего между этими состояниями:

где Q - полное количество теплоты, полученное системой в процессе перехода из первого состояния в состояние второе при постоянной температуре Т. Эту формулу используют при вычислении изменения энтропии в таких процессах, как плавление, парообразование и т. п.

Автор: Подколзина В.А.

<< Назад: Термодинамика

>> Вперед: Стационарное состояние

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Антикризисное управление. Конспект лекций

▪ Политология. Шпаргалка

▪ Зарубежная литература XIX века в кратком изложении. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Новый метод квантового запутывания фотонов 28.08.2022 Физики из Института Макса Планка разработали новый метод квантового запутывания фотонов и продемонстрировали его, запутав рекордное количество частиц света. Этот метод может стать технологическим решением для создания квантовых компьютеров, пишет Альтернативная наука. Квантовая запутанность - явление, которое для повседневного наблюдателя кажется невозможным. По сути, частицы могут настолько переплетаться между собой, что их уже невозможно описать по отдельности, а изменение фотонов и их свойств мгновенно вызывает ответную реакцию "партнеров", независимо от того, насколько далеко друг от друга они могут находиться. Последствия такого явления беспокоили даже Эйнштейна, который назвал его "жутким действием на расстоянии". Как бы контринтуитивно это ни звучало, квантовая запутанность была экспериментально продемонстрирована в течение десятилетий. Это явление даже лежит в основе новых коммерческих технологий, таких, как квантовые компьютеры, где запутанные частицы могут использоваться в качестве квантовых битов (кубитов), которые хранят и обрабатывают информацию. Для наилучшей работы необходимо создавать большие группы частиц и запутывать их вместе, но сделать это непросто. Поэтому в новом исследовании ученые из Института Макса Планка изучили более надежный метод квантовой запутанности и использовали его для успешного запутывания 14 фотонов - самой большой группы фотонов в настоящее время. Команда начала с одного атома рубидия, пойманного в оптическую ловушку, которая отражает электромагнитные волны по определенной схеме. Атом облучается лазером на определенной частоте, предопределяя ему необходимые свойства. Затем на него направляется другой управляющий импульс, заставляя атом испускать фотон, спутанный с атомом. Данный процесс повторяется, причем атом рубидия поворачивается между излучениями каждого фотона, пока не получается цепочка фотонов, запутанных друг с другом. Эффективный процесс, в ходе которого производится один фотон на каждые два лазерных импульса. КПД - 43%.

Другие интересные новости:

▪ Автомобиль на чистом воздухе

▪ Мкроконтроллеры AVR-DВ с тремя операционными усилителями

▪ Радиоэлектронная война в рыбьем царстве

▪ Миниатюрные генераторы 32,768 кГц от Geyer

▪ Зуб шпионит за человеком

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Классификация факторов риска. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Когда и за что банковский компьютер оштрафовали, изъяв постоянную и оперативную память? Подробный ответ

▪ статья Фрезеровщик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Ресурсы солнечной энергетики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бесстартерный запуск ламп дневного света. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025