Скачать

Второй закон термодинамики для замкнутых и незамкнутых систем

План

1. Введение. Первая формулировка второго закона термодинамики.
2. Второй закон термодинамики для замкнутых систем.
3. Второй закон термодинамики незамкнутых систем
4. Заключение.

1. Введение. Первая формулировка второго закона термодинамики.

Как и первый, второй закон термодинамики был установлен опытным путём. Впервые этот закон сформулировал физик по имени Клаузиус. Тогда он звучал так "теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении"

Современная формулировка второго закона термодинамики выглядит следующим образом: самопроизвольные процессы в природе идут с увеличением энтропии. Энтропия - мера хаотичности, неупорядоченности системы, мера неопределенности

1. Второй закон термодинамики для замкнутых систем.

Для примера рассмотрим замкнутую систему, состоящую из двух контактирующих тел с разными температурами. Каждый может утверждать, что тепло пойдет от тела с большей температурой к телу с меньшей. Та кое распределение тепла будет продолжаться до тех пор, пока температуры обоих тел не выровняются. В результате этого процесса от одного тела к другому будет передано определенное количество тепла, равное dQ. А энтропия при этом у первого тела уменьшится на меньшую величину, чем она увеличится у второго тела (у тела, которое принимает теплоту). По определению энтропии, dS=dQ/T (обратите внимание на то, что температура находится в знаменателе). То есть, в результате такого самопроизвольного процесса энтропия системы из двух тел станет больше суммы энтропий этих тел до начала процесса. Иначе говоря, самопроизвольный процесс передачи тепла от тела с высокой Т к телу с более низкой Т привел к тому, что энтропия системы из этих двух тел увеличилась

В начале опыта мы указали, что рассматриваемая система является замкнутой (или изолированной) - она не обменивается теплом с окружающей средой. Из рассмотренного нами примера вытекает еще одна формулировка второго закона термодинамики: при прохождении в изолированной системе самопроизвольных процессов энтропия системы возрастает. Иначе можно сказать, что энтропия изолированной системы стремится к максимуму, так как самопроизвольные процессы передачи тепла всегда будут происходить, пока есть перепады температур

1. Второй закон термодинамики для замкнутых систем.

  Теперь рассмотрим неизолированную систему, в которую поступает тепло. Естественно предположить, что ее энтропия будет увеличиваться еще больше, что опять же следует из определения энтропии: dS=dQ/T- тепло и энтропия пропорциональны по величине

4. Заключение

Для простоты понимания и запоминания второй закон термодинамики обычно формулируют для замкнутых систем. Хотя некоторые люди, по своей неграмотности, утверждают, что закон термодинамики действует только в изолированных системах, при необходимости легко доказать, что он действует точно также и для открытых систем в случае поступления в них тепла,