32774

Энтропия идеального газа при обратимых и необратимых процессах

Доклад

Физика

К определению энтропии S можно прийти на основе анализа работы тепловых машин. ∆S=∆Q T Для тепловой машины изменение энтропии нагревателя и холодильника равны: ∆S1=Q1 T1 и ∆S2=Q2 T2 Формула ∆S=∆Q T справедлива для изотермического процесса и представляет собой термодинамическое определение энтропии. Для любого процесса можно найти бесконечно малое изменение энтропии т. ее дифференциал dS=δQ T где δQ элементарная теплота В интегральной форме для любого процесса изменение энтропии равно Найдем изменение энтропии за один цикл для тепловой...

Русский

2013-09-05

33.5 KB

29 чел.

50.Энтропия идеального газа при обратимых и необратимых  процессах.

Обратимые и не обратимые процессы.  Энтропия. Второй закон термодинамики.

Второе начало термодинамики является фундаментальным законом природы. Оно охватывает самый широкий круг природных явлений и указывает направление, в котором самопроизвольно протекают термодинамические процессы.

Второе начало термодинамики, как и первое, имеет несколько формулировок.

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

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

Эти формулировки показывают, что тепловые процессы являются необратимыми. Мерой необратимости процесса, мерой хаотичности является энтропия.

К определению энтропии S можно прийти на основе анализа работы тепловых машин. Если система получает тепло (Q>0) или отдает тепло (Q<0), то состояние ее меняется. Тогда, при изменении состояния системы, можно найти не саму энтропию, а только ее изменение, т. е. ∆S=∆Q/T

Для тепловой машины изменение энтропии нагревателя и холодильника равны: ∆S1=Q1/T1 и ∆S2=Q2/T2

 

Формула ∆S=∆Q/T справедлива для изотермического процесса и представляет собой термодинамическое определение энтропии. Энтропией называется термодинамическая величина, изменение которой в системе пропорционально ее тепловой энергии, деленной на абсолютную температуру. Для любого процесса можно найти бесконечно малое изменение энтропии, т. е. ее дифференциал dSQ/T, где δQ- элементарная теплота

В интегральной форме для любого процесса изменение энтропии равно

Найдем изменение энтропии за один цикл для тепловой машины. Из неравенства следует, что ∆S2≥∆S1. Полное изменение энтропии за цикл больше или равно нулю ∆S=∆S2-∆S1≥0 Знак равенства ΔS = 0 относится к обратимым процессам, которые являются бесконечно медленными процессами.

Знак неравенства ΔS > 0 относится к необратимым процессам. В реальных системах все процессы необратимы. Например, расширение газа, выравнивание температуры.

Таким образом, второе начало термодинамики формулируется и как закон возрастания энтропии. Во всех необратимых процессах в замкнутой системе энтропия всегда возрастает. Возрастание энтропии сопровождается выравниванием температуры или плотности газа. Это можно связать с порядком и беспорядком. Под порядком будем понимать сосредоточение частиц или энергии в определенном месте пространства, а под беспорядком (хаосом) - равномерное распределение их во всем объеме. Тогда возрастание энтропии при совершающихся без внешних воздействий необратимых процессах отражает природное стремление систем переходить от состояния более упорядоченного в состояние менее упорядоченное. Этот процесс сопровождается рассеянием (или диссипацией) энергии. Второе начало термодинамики определяет направленность тепловых процессов в изолированных системах, они всегда протекают в сторону роста энтропии, в сторону увеличения беспорядка. Возникновение упорядоченных структур возможно только в незамкнутых, т. е. в открытых системах. Открытой системой называется система, которая обменивается энергией и веществом с окружающей средой. В открытых системах энтропия может как возрастать, так и убывать в зависимости от знака Q/T.

В открытых системах, находящихся в неравновесном состоянии, при определенных условиях из хаоса может возникать порядок. Процесс возникновения из хаоса упорядоченных структур называется самоорганизацией. Процессы самоорганизации являются общими для живой и неживой природы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85498. Направления снижения себестоимости продукции предприятия 740 KB
  Целью дипломной работы является поиск возможных путей снижения себестоимости на основании теоретических исследований проблемы и анализа ее состояния на ООО «Газосиликат». Практическая ценность данной дипломной работы заключается в том, что при применении приведенных в ней мероприятий...
85500. Разработка предложений по выполнению творческих проектов ученикам 7-го класса 3.3 MB
  Цель: разработка рекомендаций учителю технологии по организации выполнения творческих проектов школьников. Задачи: Изучить особенности реализации метода творческих проектов в общеобразовательной средней школе Исследовать особенности подготовки творческих проектов к защите их олимпиаде по технологии...
85501. Разработка математической модели влияния структуры налогов на деятельность частных предприятий 926.5 KB
  Предприятия в рыночной экономике. Предприятие как самостоятельная хозяйственная единица владеет правами юридического лица то есть оно имеет право свободного распоряжения имуществом получать кредит входить в договорные отношения с другими предприятиями.
85502. Электроснабжение горного предприятия ЗАО «Запорожский железорудный комбинат» (ЗАО «ЗЖРК») 507.66 KB
  В рудничное комплексное распределительное устройство КРУРН6 рудничные комплектные трансформаторные подстанции серии ТСВП ряд рудничных комплексных станций управления электроприводами механизированных комплексов очистных и подготовленных забоев рудничные автоматические...
85504. ОСОБЕННОСТИ ТАКТИКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ И ПОСЛЕДУЮЩИХ СЛЕДСТВ СЛЕДСТВЕННЫХ ДЕЙСТВИЙ 128.03 KB
  Исходя из этого можно сделать вывод о том что кражи чужого имущества являются самыми распространенными деяниями из всех преступлений совершаемых на территории Тюменской области. Чаще всего встречаются кражи из квартир дач гаражей и других помещений принадлежащих отдельным гражданам кражи личных вещей на вокзалах и в поездах и т. Способы совершения краж весьма разнообразны: кражи государственного или общественного либо личного имущества граждан из помещений; кражи личного имущества граждан не связанные с проникновением в помещение...
85505. Разработка ИС выбора оптимального решения замены оборудования промышленного предприятия 674.5 KB
  В данной работе делается попытка решения проблемы распределения денежных средств предприятия на обновление основных фондов которое производится путем приобретения нового оборудования либо капитального ремонта старого предприятия. Для этой цели была спроектирована информационная система...
85506. Разработка предложения относительно улучшения реформирования пенсионного обеспечения 327 KB
  Актуальность указанного направления все более возрастает в связи с провозглашением в Украине курса на внедрение взвешенной экономической политики. Уменьшение поступлений в бюджет заострило проблему финансирования областей образования, здравоохранения, науки, культуры.