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

6 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

14069. Всеволод Нестайко. «Тореадори з Васюківки» 32 KB
  УРОК № 47 Тема. В. Нестайко. Тореадори з Васюківки. Мета:ознайомити учнів із життям та творчістю письменника зі змістом його твору; дати учням поняття про повість; виховувати наполегливість у навчанні; розвивати почуття гумору. Обладнання:портрет письменника збі...
14070. Всеволод Нестайко. Тореадори з Васюківки 27.5 KB
  УРОК № 48 Тема. В. Нестайко. Тореадори з Васюківки. Мета: ознайомити учнів із новими пригодами героїв повісті В. Нестайка; розвивати навички виразного читання аналізу поведінки та вчинків персонажів їхнього морального вибору у різних життєвих ситуаціях; виховувати ...
14071. Всеволод Нестайко. Тореадори з Васюківки. Конспект уроку з української літератури 36 KB
  УРОК № 49 Тема.В. Нестайко. Тореадори з Васюківки. Мета:ознайомити учнів із новим розділом повісті; розвивати навички толерантного й аргументованого доведення своєї думки виразного читання переказу прозового твору характеризування героїв; виховувати прагнення до...
14072. Всеволод Нестайко. «Тореадори з Васюківки». Поняття про повість 36.5 KB
  УРОК № 50 Тема.В. Нестайко. Тореадори з Васюківки. Поняття про повість. Мета:ознайомити учнів з новим розділом повісті Тореадори з Васюківки допомогти усвідомити особливості жанру повісті; розвивати навички виразного читання переказу аналізу поведінки та вчин
14073. Урок. І Калинець. «Писанки» 30.5 KB
  УРОК № 52 Тема. І Калинець. Писанки. Мета: ознайомити учнів із життям та творчістю письменника допомогти сприйняти красу й оригінальність його поезій; розвивати навички виразного читання коментування ліричних творів визначення ролі метафори та порівняння у них; р
14074. Поетична вітальня. І. Калинець. Цикл «Дивосвіт»: «Стежечка», «Блискавка», «Веселка» 28 KB
  УРОК № 53 Тема. Поетична вітальня. І. Калинець. Цикл Дивосвіт: Стежечка Блискавка Веселка. Мета: ознайомити учнів з оригінальними неповторними віршами І. Калинця про природу допомогти усвідомити особливості та красу цих творів; розвивати навички виразного...
14075. Стельмах. «Химера лісового озера, або Митькозавр з Юрківки» 35 KB
  УРОК № 55 Тема. Я. Стельмах. Химера лісового озера або Митькозавр з Юрківки. Мета: ознайомити учнів із життям та творчістю письменника викликати цікавість до його пригодницьких книжок; розвивати навички виразного читання переказу аналізу прочитаного; виховувати
14076. Ярослав Стельмах. «Химера лісового озера, або Микитькозавр з Юрківки» 53 KB
  УРОК № 56 Тема. Я. Стельмах. Химера лісового озера або Микитькозавр з Юрківки. Мета:ознайомити учнів із новими розділами повісті спонукати до читання художньої літератури; розвивати навички виразного читання переказу характеристики героїв; виховувати допитливіст