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

8380. Типология и поэтика женской прозы: гендерный аспект 89.5 KB
  Типология и поэтика женской прозы: гендерный аспект О гендерном аспекте литературоведения. Фактически под гендерными литературоведческими исследованиями порой понимается изучение женского творчества, произведений женщин-писательниц, особенно, лите...
8381. Политическое и государственное устройство Китая. Собрание статей 157 KB
  Статья 1. Система государственного управления Согласно Конституции КНР в Китае на центральном уровне имеются шесть властных структур: Всекитайское Собрание народных представителей и его Постоянный Комитет, Председатель КНР, Государственный Совет, Це...
8382. Религии и культы Древнего Китая 83 KB
  Религии и культы Древнего Китая Введение Актуальность и научная значимость исследования религий и культов Древнего Китая обуславливается тем, что сегодня наблюдается особый интерес к изучению наследия религий и культов. Это объясняется тем, что наст...
8383. Сравнение древнеиндийской и древнекитайской философии 258 KB
  ГЛАВА 1. Зарождение и развитие древнеиндийской философии Предпосылками формирования древней индийской философии являются: - экономические - переход от меди к железу, развитие товарно-денежных отношений -социально-политические - ослабление родоплеме...
8384. Бухгалтерский учет в Китае 28.87 KB
  Бухгалтерский учет в Китае ВВЕДЕНИЕ Системы бухгалтерского учета различных стран отличаются своим многообразием. На современном уровне экономической интеграции стран, бухгалтерский учет становится одним из средств международного общения. Цель индиви...
8385. Географические особенности Китая 38 KB
  КИТАЙ Китай - развитое государство в Восточной Азии, крупнейшее по численности населения государство мира (свыше 1,3 млрд.), занимает третье место в мире по территории, уступая России и Канаде. Чем омывается, с чем граничит. С востока КНР омыва...
8386. Прошедшее завершенное время в китайском языке 30.5 KB
  Прошедшее завершенное время в китайском языке Прошедшее завершенное время глагола обозначает действие, которое было совершено в прошлом. Для того, чтобы показать завершенность действия к глаголу присоединяется суффикс Часто суффикс употребляе...
8387. Промышленные кластеры и СЭЗ Китая: пути формирования, особенности функционирования, вызовы развития 43 KB
  Промышленные кластеры и СЭЗ Китая: пути формирования, особенности функционирования, вызовы развития. Чем вызван интерес к теме? В последние годы в России данные два инструмента развития - СЭЗ и кластеры - стали восприниматься в качестве ун...
8388. Особенности китайской медицины 39.5 KB
  Особенности китайской медицины В современной медицине все больше внимания уделяется эмоциональным и психическим причинам болезней. По некоторым данным, от 50% до 80% болезней возникает из-за внутренней эмоциональной нестабильности. А что говор...