Обратимые и необратимые процессы

Процессы. Второй закон термодинамики

Изопроцессы в термодинамике. Энергия Гельмгольца

Калорические коэффициенты

Теплота изотермического расширения:

Уравнение первого закона термодинамики в калорических коэффициентах

δ Q = ldv + C_vdT,

где l – коэффициент изотермического расширения;

С_v– теплоемкость при постоянном объеме.

теплоемкость при const давлении,

δ Q = hd_p + С_pdT,

δ Q = χdP + ψpdv.

Связь между функциями C_P и C_v

δ Q = hd_p + С_pdT = ldv + C_vdT,

для реального газа.

Для идеального газа l= р

С_р– С_V= R,

к = ( δ Q/дv)ρ– теплота изохорного расширения;

m = ( δ Q/дP)v– теплота изобарного сжатия.

1. Изотермический – Т= const

так как

2. Изохорный – V = const

δ А = 0,

δ А = pdυ = 0,

δ Q = dU + pdυ,

δ Q = C_vdT.

3. Изобарный – P = const

δ А = pdυ,

A = pV₂ – pV₁.

4. Адиабатический – δ Q = 0

1) δ A = –dU,

A = –C_V(T₂ – T₁), T₂ > T₁;

2) pd δ = –CvdT,

действие, обратное логарифму – потенцирование

Уравнение первого закона термодинамики в калорических коэффициентах

δ Q = ldυ + C_VdT,

где l – коэффициент изотермического расширения;

C_V – теплоемкость при постоянном объеме.

теплоемкость при const давлении,

δ Q = hdP + C_pdT,

δ Q = χdP + ψdυ.

Связь между функциями C_P и C_V

Второй закон термодинамики, в отличие от первого закона термодинамики, изучает все процессы, которые протекают в природе, и эти процессы можно классифицировать следующим образом.

Процессы бывают самопроизвольные, несамопроизвольные, равновесные, неравновесные.

Самопроизвольные процессы делятся на обратимые и необратимые. Второй закон термодинамики называют законом направленности процесса в изолированной системе (закон роста S). Слово «энтропия» создано в 1865 г. Р. Ю. Э. Клаузиусом – «тропе» с греческого означает превращение. В 1909 г. профессор П. Ауербах назвал царицей всех функций внутреннюю энергию, а S – тенью этой царицы. Энтропия – мера неупорядоченности системы.

Необратимые процессы идут без затраты работы, протекают самопроизвольно лишь в одном направлении, это такие изменения состояния в изолированной системе, когда при обращении процессов свойства всей системы меняются. К ним относятся:

1) теплопроводность при конечной разности температур;

2) расширение газа при конечной разности давлений;

3) диффузия при конечной разности концентраций.

Обратимыми процессами в изолированной системе называются такие процессы, которые можно обратить без каких-либо изменений в свойствах этой системы.

Обратимые: механические процессы в системе, где отсутствует трение (идеальная жидкость, ее движение, незатухающие колебания маятника в вакууме, незатухающие электромагнитные колебания и распространение электромагнитных волн там, где нет поглощения), которые могут возвратиться в начальное состояние.

Самопроизвольные – процессы, которые идут сами собой, на них не затрачивается работа, они сами могут производить ее (движение камней в горах, Na с большой скоростью движется по поверхности, так как идет выделение водорода проверить.).

Несамопроизвольные – процессы, которые не могут идти сами собой, на них затрачивается работа.

Равновесие делится на устойчивое, неустойчивое и безразличное.