1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Оборотні і необоротні процеси. Незворотність теплових процесів

Оборотні і необоротні процеси. Незворотність теплових процесів

Оборотним називається процес, який відповідає таким умовам:

  • його можна провести в двох протилежних напрямках;
  • в кожному з цих випадків система і навколишні її тіла проходять через одні й ті ж проміжні стану;
  • після проведення прямого та зворотного процесів система і навколишні її тіла повертаються до вихідного стану.

Всякий процес, що не задовольняє хоча б одній з цих умов, є незворотнім.

Так, можна довести, що абсолютно пружна кулька, падаючи у вакуумі на абсолютно пружну плиту, повернеться після відбиття у вихідну точку, пройшовши у зворотному напрямку всі ті проміжні стани, які він проходив при падінні.

Але в природі немає строго консервативних систем, в будь-якій реальній системі діють сили тертя. Тому всі реальні процеси у природі необоротні.

Реальні теплові процеси також незворотні.

Приклади:

При дифузії вирівнювання концентрацій відбувається мимовільно. Зворотний же процес сам по собі ніколи не піде: ніколи мимовільно суміш газів, наприклад, не розділиться на складові її компоненти.

Отже, дифузія – незворотний процес.

Теплообмін, як показує досвід, також є односторонньо спрямованим процесом. В результаті теплообміну енергія передається сама по собі завжди від тіла з високою температурою до тіла з більш низькою температурою. Зворотний процес передачі теплоти від холодного тіла до гарячого сам по собі ніколи не відбувається.

Незворотнім є також процес перетворення механічної енергії у внутрішню при непружному ударі або при терті.

Тим часом з першого закону термодинаміки спрямованість і тим самим незворотність теплових процесів не випливає. Перший закон термодинаміки вимагає лише, щоб кількість теплоти, віддана одним тілом, в точності дорівнювала кількості теплоти, яку отримає інша. А ось питання про те, від якого тіла, від гарячого до холодного або навпаки, перейде енергія, залишається відкритим.

Спрямованість реальних теплових процесів визначається другим законом термодинаміки, який був встановлений безпосереднім узагальненням дослідних фактів. Це постулат. Німецький вчений Р. Клаузіус дав таке формулювання другого закону термодинаміки: неможливо перевести тепло від більш холодної системи до більш гарячої при відсутності інших одночасних змін в обох системах або оточуючих тілах.

З другого закону термодинаміки випливає неможливість створення вічного двигуна другого роду, тобто двигуна, який би здійснював роботу за рахунок охолодження якого-небудь одного тіла.

ПОДІЛИТИСЯ: