74789

Второе начало термодинамики. Его статистический смысл

Доклад

Физика

Второе начало термодинамики можно сформулировать как закон возрастания энтропии замкнутой системы при необратимых процессах: любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так что энтропия системы при этом возрастает.

Русский

2015-01-05

32 KB

0 чел.

29.Второе начало термодинамики. Его статистический смысл.

второе начало термодинамики можно сформулировать как закон возрастания энтропии замкнутой системы при необратимых процессах: любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия системы при этом возрастает.

Можно дать более краткую формулировку второго начала термодинамики: в процессах, происходящих в замкнутой системе, энтропия не убывает. Здесь существенно, что речь идет о замкнутых системах, так как в незамкнутых системах энтропия может вести себя любым образом (убывать, возрастать, оставаться постоянной). Кроме того, отметим еще раз, что энтропия остается постоянной в замкнутой системе только при обратимых процессах. При необратимых процессах в замкнутой системе энтропия всегда возрастает.

Его статистический смысл 

Формула Больцмана позволяет объяснить постулируемое вторым началом термодинамики возрастание энтропии в замкнутой системе при необратимых процессах: возрастание энтропии означает переход системы из менее вероятных в более вероятные состояния. Таким образом, формула Больцмана позволяет дать статистическое толкование второго начала термодинамики. Оно, являясь статистическим законом, описывает закономерности хаотического движения большого числа частиц, составляющих замкнутую систему.

Укажем еще две формулировки второго начала термодинамики:

1) по Кельвину: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу;

2) по Клаузиусу: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

Можно довольно просто доказать (предоставим это читателю) эквивалентность формулировок Кельвина и Клаузиуса. Кроме того, показано, что если в замкнутой системе провести воображаемый процесс, противоречащий второму началу термодинамики в формулировке Клаузиуса, то он сопровождается уменьшением энтропии. Это же доказывает эквивалентность формулировки Клаузиуса (а следовательно, и Кельвина) и статистической формулировки, согласно которой энтропия замкнутой системы не может убывать.

В середине XIX в. возникла проблема так называемой тепловой смерти Вселенной. Рассматривая Вселенную как замкнутую систему и применяя к ней второе качало термодинамики, Клаузиус свел его содержание к утверждению, 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 приведет к тому, что температура всех тел во Вселенной сравняется, т. е. наступит полное тепловое равновесие и все процессы во Вселенной прекратятся — наступит тепловая смерть Вселенной. Ошибочность вывода о тепловой смерти заключается в том, что бессмысленно применять второе начало термодинамики к незамкнутым системам, например к такой безграничной и бесконечно развивающейся системе, как Вселенная.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59209. Байки, які вчать жити 43.5 KB
  Сьогодні на уроці ми будемо говорити про байки які нас вчать жити. Виявляється це було не що інше як байки. Але готувалися до уроку всі малювали ілюстрації писали власні байки вчили напамять.
59211. Додавання (письмове) трицифрових чисел у випадку кількох доданків. Задачі, що включають суму 2-3 чисел 29 KB
  З вітром сперечатись не ставай†А тепер лети у ліс Звідти додому спробуй доберись. І дівча спинилось серед лісу Скрізь так темно страшно Чути свист: Тут із звідкись не візьмись Перед нею змій зявивсь...
59212. Особливості тексту-опису. Робота автора у тексті-описі 72.5 KB
  Особливості текстуопису. Виявити особливості текстуопису Виявити роботу автора опису. Які види текстів ми вже уміємо писати Текстрозповідь Які ж особливості мас тексірозповідь Важливо викласти послідовність подій не розірвати ланцюжок подій...
59213. Вправи і завдання на застосування і заучування таблиці множення числа три 219 KB
  Мета: Пояснити, як скласти таблицю множення числа три. Вчити застосовувати її при розв’язанні прикладів, завдань. Розвивати математичні знання учнів. Виховувати працелюбність.
59214. Команда присвоєння. Кодоплівка. Проміжні величини 34.5 KB
  Для того щоб запамятати або змінити значення величини в алгоритмічній мові є спеціальна команда команда присвоєння яка записується в такому вигляді: зміна: = вираз або кодоплівка імя змінної: = вираз...
59215. Перевірка і редагування тестів-описів 43 KB
  Мета: Вчити перевіряти творчі роботи, редагуючи тексти і виправляти помилки. Розвивати мислення, мовлення та уміння самостійно здійснювати контроль за виконанням творчих робіт. Виховувати шанобливе ставлення до мови.
59216. Множення двоцифрового числа на одноцифрове 26 KB
  Розвивати мислення і память виховувати охайність працелюбність. Розвязуємо задачі. Розвязування прикладів коментовано множення числа на суму ІІІ. Розвязування задач.
59217. Додавання двоцифрових чисел без переходу через десяток. Приклади виду 34 + 52 68.5 KB
  Вчити застосувати здобуті знання під час обчислення виразів розвязанні різних завдань. Розвивати увагу спостережливість. 24 73 = 20 4 70 3 Як зручно обчислити суму 2 Пояснити розвязання прикладу 34 52.