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

58080. Створення композицій з природних матеріалів. Флористика. Натюрморт 45.5 KB
  Мета уроку: навчити створювати рельєфні твори з природного матеріалу за законами композиції; готувати природний матеріал для створення флористики; розрізняти флористику та ікебану; розрізняти фактуру матеріалів для флористики та порівнювати їх форми і характерні риси...
58081. Строение природных форм. Домашнее животное. Кошка 37.5 KB
  Египетские кошки обожествлялись. Смерть кошки в древнем Египте сопровождалась траурными ритуалами хозяин в знак скорби о животном должен был сбрить брови. Кошки в Египте первыми выносились из домов при пожарах причём владельцы спасали их нередко рискуя при этом собственной жизнью.
58082. Ліричні образи в музиці 32 KB
  Мета: Розкриття особливості виконаної музики щодо втілення духовного світу людини. Поглибити знання учнів про творчість Ф. Шуберта. Закріпити значення понять «серенада», «романтизм», лірика. Розвивати вміння інтерпретувати вокальні твори, формувати вт кально-хорові навички.
58083. Петрарка – видатний італійський поет-гуманіст. Провідні мотиви «Книги пісень» 73 KB
  Петрарка – видатний італійський поетгуманіст. Хто такий Петрарка Візьміть у руки те чим ви зможете писати на глині чи цеглі: крейду шматочок вугілля перо а може чарівну паличку і зробіть напис – перший італійський і європейський гуманіст священик папський дипломат політик учений поет закоханий у античність. Про нього писали: Петрарка зажив такої слави у всесвіті якої не зажив жоден мораліст жоден поет. Петрарка був людиною нової епохи інтелектуалом наділеним незвичайним для того часу почуттям власної гідності.
58084. Прикладная графика. Плакат. Экологический плакат 548 KB
  Цель: Ознакомление с разновидностью графики плакатом историей возникновения; обучение пониманию художественного языка плаката содействовать пониманию средств художественной выразительности композиции в плакате; развивать умение сравнивать и обобщать...
58085. Екскурсія до Нагуєвич – колиски Франкового генія 973.5 KB
  Тип проету: інформативний дослідницький творчий Задачі проетку: розвивати навички усного і писемного зв’язного мовлення формулюючи враження від побаченого й роботи з інформацією; навчитися здобувати інформацію з мережі internet опрацьовувати її і робити висновки...
58086. Прийняття християнства на Русі – акт надзвичайно великої ваги 137 KB
  Мета: ознайомити учнів з головними подіями в Київській Русі за часів Володимира Великого, особливу увагу звернути на прийняття християнства на Русі; розвивати вміння аналітично та логічно мислити, вміння зв’язного мовлення, пам’ять, вміння орієнтуватися в історичному часі...
58087. Пори року у розмаїтті кольорів, звуків та у барвах слова 192.5 KB
  Мета: розглядаючи пори року звернути увагу на пояснення назв місяців навчити помічати найменші відтінки кольорів у природі аналізувати побачене за допомогою таблиці кольорів відображати вірші; навчитися займатися пошуковою роботою бібліотека інтернет...
58088. Вироби з прісно-здобного тіста. Вареники 207.5 KB
  Приготувати страви: вареники по – селянському; вареники з м’ясом; вареники з картоплею та шкварками; вареники з сиром; вареники з капустою. Провести дослідницьку роботу: вареники при защипуванні розкриваються чому Що потрібно зробити...