32724

Тепловые явления при низких температурах. Третье начало термодинамики

Доклад

Физика

Расчет абсолютной энтропии Рассчитаем изменение энтропии некоторой системы при нагревании её от абсолютного нуля до температуры T при постоянном давлении. При нагревании вещества возможен его переход в жидкое и затем в газообразное состояние; для фазовых переходов происходящих в изобарноизотермических условиях изменение энтропии равно приведенной теплоте фазового перехода: I.65 Таким образом нагревание вещества без фазовых переходов сопровождается непрерывным ростом энтропии; при фазовом переходе происходит...

Русский

2013-09-05

40.5 KB

11 чел.

56.Тепловые явления при низких температурах. Третье начало термодинамики.

ТРЕТЬЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Ранее мы показали, что внутреннюю энергию системы можно условно представить в виде суммы двух величин "свободной" и "связанной" энергии. Возможность рассчитать величину "свободной" энергии, т.е. той части внутренней энергии системы, которую можно превратить в работу, дает тепловая теорема Нернста, называемая также третьим началом термодинамики.

Основные положения тепловой теоремы заключаются в следующем:

1.  При абсолютном нуле температуры свободная энергия X равна теплоте процесса.

                        (I.59)

2.  При температурах, близких к абсолютному нулю, теплоемкость системы равна нулю.

                (I.60)

Одной из формулировок третьего начала термодинамики является также постулат Планка:

Энтропия идеального кристалла при абсолютном нуле температуры равна нулю.

Строго говоря, тепловая теорема Нернста и постулат Планка являются следствиями из второго начала термодинамики; но независимо от этого они имеют очень большое значение, позволяя рассчитывать абсолютную энтропию системы и, следовательно,  величину свободной энергии системы.

Расчет абсолютной энтропии

Рассчитаем изменение энтропии некоторой системы при нагревании её от абсолютного нуля до температуры T при постоянном давлении. Из первого и второго начал термодинамики имеем:

                         (I.61)

                             (I.62)

Отсюда:

                 (I.63)

Учитывая, что ST=0 = 0, получим:

                          (I.64)

При T = 0 любое вещество может находиться только в твердом состоянии. При нагревании вещества возможен его переход в жидкое и затем в газообразное состояние; для фазовых переходов, происходящих в изобарно-изотермических условиях, изменение энтропии равно приведенной теплоте фазового перехода:

                           (I.65)

Таким образом, нагревание вещества без фазовых переходов сопровождается непрерывным ростом энтропии; при фазовом переходе происходит скачкообразное изменение энтропии. Графическая зависимость энтропии вещества от температуры приведена на рисунке 1.3.

Учитывая это, рассчитать абсолютную энтропию любого вещества при любой температуре можно следующим образом:

                   (I.66)

 

Рис. 1.3   Зависимость  энтропии вещества от  температуры.

 

Поскольку энтропия есть функция состояния, изменение энтропии в ходе химического процесса определяется только видом и состоянием исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути реакции; оно может быть рассчитано по уравнению (I.67):

                  (I.67)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45745. Символический обмен и смерть 23.5 KB
  Установив этот факт Бодрийяр деконструирует оппозиции заявляя что принцип симуляции правит нами сегодня вместо прежнего принципа реальности. Этот эффект получил название эмансипации знака или симуляции которая характеризует современную эпоху. Отсюда Бодрийяр делает вывод что ни представительная демократия ни социальная революция в эру симуляции невозможна.
45746. Бэкон. Новый органон 28 KB
  Фрэнсис Бэкон 15611626 основатель современного индуктивного метода. Бэкон верил что он имеет метод при помощи которого индукция сможет сделать нечто большее чем это. Одна из наиболее знаменитых частей философии Бэкона это его перечисление того что он называет идолами под которыми подразумевает плохие привычки ума которые приводят людей к ошибкам.Индуктивный метод Бэкона ошибочен изза того что он недостаточно подчеркивал значение гипотез.
45747. Философия Макса Вебера 42.5 KB
  Макс Вебер отмечает несомненное преобладание протестантов среди владельцев капитала и предпринимателей. Книга включает 2 части 5 глав: Постановка проблемы Предварительные замечания и 3 главы; Профессиональная этика аскетического протестантизма 2 главы Вебер – социолог. Вебера показывает взаимосвязь протестантских религиозных ценностей и развития духа капитализма утверждая что в странах где эти ценности доминировали быстрее и легче утверждались капиталистические отношенияъВ книге М. Вебера “ПРОТЕСТАНТСКАЯ ЭТИКА И ДУХ...
45748. Философские исследования 33.5 KB
  Философские исследования - одна из двух наряду с Логико-философским трактатом важнейших работ крупнейшего философа XX века Людвига Витгенштейна суммирующая его поздние взгляды. В отличие от Трактата в данной работе объектом исследования Витгенштейна выступает не идеальный язык язык как картина мира который есть всё то что происходит а обыденный язык человеческого общения. Идеи Витгенштейна нашли отражение и в философии постмодернизма. Кроме того влияние Философских исследований прослеживается в современной литературе...
45749. Истина и метод 25 KB
  Истина и метод Whrheit und Methode 1960. Как и в сфере искусства в историческом познании истина раскрывается не только в научных суждениях выносимых с воображаемой дистанции по отношению к предмету и обеспеченных определенными правилами метода но и благодаря вовлеченности познающего в целостность исторического процесса который самим познающим и совершается. Эстетическая равно как и историческая истина есть истина которую совершают осуществляют.
45750. Гегель. Наука Логики 27.5 KB
  Наука Логики. В этом смысле наука логики есть изложение самой Абсолютной Идеи в ее необходимом развертывании. Именно в этом смысле Наука логики является фундаментом всей системы гегелевской философии. Следует заметить что Наука логики не опровергает формальную логику но по замыслу Гегеля развивает понимание логического до уровня спекулятивного.
45751. Гегель. Кто мыслит абстрактно? 31.5 KB
  Кто мыслит абстрактно в ней речь идетде о метафизике. доказывается что какие бы то ни было объяснения на этот счет совершенно излишни: именно потому что свет прекрасно знает что такое абстрактное он его и избегает. в добропорядочном обществе каждый из присутствующих прекрасно знает что значит мыслить и что такое абстрактно а именно в таком обществе мы и находимся. Вопрос стало быть заключается только в том чтобы показать на того кто мыслит абстрактно.
45752. Гуссерль. Картезианские размышления 40 KB
  Феноменология определяется в данной работе Гуссерля как самоистолкование трансцендентального ego показывающее как оно конституирует в себе трансцендентное; как трансцендентальный идеализм трансцендентальная теория познания в отличие от традиционной где основной проблемой является проблема трансцендентного бессмысленная в феноменологии. Трансцендентальнофеноменологическая редукция эпохé делая мир лишь опытом феноменом обнаруживает что естественному бытию мира в качестве самого по себе более первичного бытия предшествует бытие...