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:

▪ Мировая экономика. Конспект лекций

▪ Общие основы педагогики. Шпаргалка

▪ Управление финансами. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Легкое железо флеш-бейнит 23.12.2015 Железоуглеродный сплав бейнит (он же игольчатый троостит) представляет собой игольчатую структуру стали, образующуюся при термической обработке в результате так называемого промежуточного превращения аустенита, и состоит из смеси частиц перенасыщенного углеродом феррита и карбида железа. (После усвоения такого количества различных "-итов" становится понятным, почему миллиардеры М.Фридман и В.Рашников вышли из металлургических ВУЗов - голова требуется хорошая). Миллиардером (или, по крайней мере, миллионером) собирается стать и американский металлург-самоучка Гэри Кола (Gary Cola), который почти пять лет назад пришел к ученым университета штата Огайо и сказал, что изобрел способ повысить прочность стали на семь процентов. После изрядной доли скепсиса инженеры согласились испытать сплав, показанный Кола, и оказалось, что так оно и есть. Более того, материал, названный изобретателем Flash Bainite, можно вытянуть в длину и сделать тоньше на 30% по сравнению с мартенситом - основной структурной составляющей закаленной стали, представляющей собой упорядоченный пересыщенный твердый раствор углерода в a-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита. Придуманный Кола процесс отличается от традиционного тем, что обычная сталь при изготовлении проходит термическую обработку при температуре около 900°C в течение нескольких часов, а то и дней. В процессе изготовления "флеш-бейнита" листы стали прокатываются через пламя температурой 1100°C, а потом погружаются в охлаждающую ванну, причем на все это уходит 10 секунд. Помимо невероятной экономии времени, прочный "флеш-бейнит" так же хорошо поддается прессовке для создания сложных автомобильных форм, как широко применяющаяся двухфазная сталь DP1180. Но "флеш-бейнит" при этом на 25% прочнее. В 2011 г. материал прошел испытания в Армии США, а в 2013 г. Гэри Кола заключил договоры на испытания с несколькими ведущими автомобильными фирмами (какими - не уточняется из-за положений о конфиденциальности). А только что изобретатель договорился с еще одним производителем об использовании "флеш-бейнитовых" трубок для противоударных балок безопасности в дверях автомобиля и других элементов конструкции. Применение материала Flash Bainite должно дать экономию свыше 30%.

Другие интересные новости:

▪ Мобильники с 3-мегапиксельными камерами появятся уже в этом году

▪ Экшен-камера GoPro Hero6 Black

▪ Самые точные оптические часы

▪ Эпоха активного солнца

▪ Мультипротокольные беспроводные микроконтроллеры STM32WB55

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья И мальчики кровавые в глазах. Крылатое выражение

▪ статья Как появилась музыка? Подробный ответ

▪ статья Авокадо. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Простой генератор сигналов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Комический фокус с тапочками. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026