Реальный газ

Второе начало термодинамики.

Первое начало термодинамики, выражая закон сохранения и превращения энергии, не позволяет точно установить направление протекания термодинамических процессов.

Второе начало было сформулировано выше, но в виде закона возрастания энтропии. Укажем ещё две формулировки второго начала.

Второе начало по Кельвину.

Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу.

Второе начало по Клаузиусу.

Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

В середине XIX века возникла теория тепловой смерти Вселенной. Рассматривая Вселенную как замкнутую систему и применяя к ней второе начало, Клаузиус пришёл к выводу, что энтропия Вселенной должна достигнуть своего максимума. Это означает, что со временем все формы движения должны перейти в тепловую. Переход же теплоты от горячих тел к холодным приведёт к тому, что температура во всей Вселенной сравняется, т.е. наступит полное тепловое равновесие, т.е. наступит тепловая смерть Вселенной.

Ошибочность вывода заключалась в том, что бессмысленно применять второе начало к незамкнутым системам, например Вселенной.

Идеальный газ – есть некоторая идеализация, где не учитываются собственные объёмы молекул и взаимодействия молекул друг с другом (притяжение и отталкивание). Этой идеализацией можно пользоваться когда газ достаточно разрежен. В реальном газе надо учитывать собственные объёмы молекул и взаимодействия между молекулами.

Учёт собственных объёмов молекул сводится к учёту сил отталкивания между молекулами, поскольку именно силы вотталкивания препятствуют проникновению одной молекулы в объём, занимаемый другой молекулой.

Минимальное расстояние, на которое две молекулы могут подойти друг к другу – есть их диаметр. Поэтому, для молекулы не доступен объём, равный: