Другий закон термодинаміки. Незворотні процеси

Незворотній процес.

Незворотнім називається фізичний процес, який може мимовільно протікати тільки в одному визначеному напрямку.

У зворотному напрямку такі процеси можуть протікати тільки як одна з ланок складнішого процесу.

Необоротними є практично всі процеси, що відбуваються в природі. Це пов’язано з тим, що в будь-якому реальному процесі частина енергії розсіюється за рахунок випромінювання, тертя і т. д. Наприклад, тепло, як відомо, завжди переходить від більш гарячого тіла більш холодному — це найбільш типовий приклад незворотного процесу (хоча зворотний перехід не суперечить закону збереження енергії).

Також висить на легкому нитки кулька (маятник) ніколи мимовільно не збільшить амплітуду своїх коливань, навпаки, одного разу наведений в рух сторонньої силою, він обов’язково, зрештою, зупиниться в результаті опору повітря і тертя нитки про підвіс. Таким чином, повідомлена маятника механічна енергія переходить у внутрішню енергію хаотичного руху молекул (повітря, матеріалу підвісу).

Математично незворотність механічних процесів виражається в тому, що рівняння руху макроскопічних тіл змінюється зі зміною знака часу: вони не інваріантні при заміні t на -t. При цьому прискорення і сили, що залежать від відстані, не змінюють свої знаки. Знак при заміні t на -t змінюється у швидкості Другий закон термодинаміки Незворотних процесів. Відповідно змінює знак сила, що залежить від швидкості, — сила тертя. Саме тому при вчиненні роботи силами тертя кінетична енергія тіла необоротно переходить у внутрішню.

Спрямованість процесів у природі вказує другий закон термодинаміки.

Другий закон термодинаміки.

Другий закон термодинаміки — один з основних законів термодинаміки, що встановлює незворотність реальних термодинамічних процесів.

Другий закон термодинаміки був сформульовано як закон природи Н. Л. С. Карно в 1824 р., потім У. Томсон (Кельвін) в 1841 р. і Р. Клаузиусом в 1850 р. Формулювання закону різні, але еквівалентні.

Німецький вчений Р. Клаузіус формулював закон так: неможливо перевести теплоту від холодної до гарячої при відсутності інших одночасних змін в обох системах або оточуючих тілах. Це означає, що теплота не може мимоволі переходити від більш холодного тіла до більш гарячого (принцип Клаузіуса).

Згідно формулюванні Томсона процес, при якому робота переходить в тепло без яких-небудь інших змін стану системи, є незворотнім, тобто неможливо перетворити в роботу все тепло, взяте від тіла, не роблячи ніяких інших змін стану системи (принцип Томсона).

ПОДІЛИТИСЯ: