Первый закон
термодинамики утверждает, что теплота может превращаться в работу, а работа в
теплоту и не устанавливает условий, при которых возможны эти превращения.
Превращение работы в теплоту происходит всегда полностью и безусловно. Обратный
процесс превращения теплоты в работу при непрерывном её переходе возможен
только при определенных условиях и не полностью. Теплота сама собой может
переходить от более нагретых тел к холодным. Переход теплоты от холодных тел к
нагретым сам собой не происходит. Для этого нужно затратить дополнительную
энергию.
Таким образом для полного анализа явления и процессов необходимо иметь кроме
первого закона термодинамики еще дополнительную закономерность. Этим законом
является второй закон термодинамики.
Он устанавливает, возможен или невозможен тот или иной процесс, в каком
направлении протекает процесс, когда достигается термодинамическое равновесие и
при каких условиях можно получить максимальную работу.
Формулировки второго закона термодинамики.
Для существования теплового двигателя необходимы 2 источника – горячий источник и холодный источник
(окружающая среда). Если тепловой двигатель работает только от одного источника
то он называется вечным двигателем 2-го
рода.
1 формулировка (Оствальда):
"Вечный двигатель 2-го рода
невозможен".
Вечный двигатель 1-го рода это тепловой двигатель, у которого L>Q1,
где Q1 - подведенная теплота. Первый закон термодинамики
"позволяет" возможность создать тепловой двигатель полностью
превращающий подведенную теплоту Q1в работу L, т.е. L = Q1.
Второй закон накладывает более жесткие ограничения и утверждает, что работа
должна быть меньше подведенной теплоты (L<Q1) на величину
отведенной теплоты – Q2, т.е. L = Q1 - Q2.
Вечный двигатель 2-го рода можно осуществить, если теплоту Q2
передать от холодного источника к горячему. Но для этого теплота
самопроизвольно должна перейти от холодного тела к горячему, что невозможно.
Отсюда следует 2-я формулировка (Клаузиуса):
"Теплота не может самопроизвольно
переходит от более холодного тела к более нагретому".
Для работы теплового двигателя необходимы 2 источника – горячий и
холодный. 3-я формулировка (Карно):
"Там где есть разница температур,
возможно совершение работы".
Все эти формулировки взаимосвязаны, из одной формулировки можно
получить другую.
Предыдущая страница |
Следующая страница
СОДЕРЖАНИЕ