Математическое выражение второго закона термодинамики

Второй закон термодинамики определяет направление превращения энергии. Это положение важно в термодинамике. Впервые закон был сформулирован Карно в 1924г. Он исследовал тепловые машины и установил, что КПД машины не зависит от природы рабочего тела, совершившего круговой цикл, а только от температуры нагревателя и холодильника.

ηмах = Т1 – Т2 / Т1

Переход теплоты осуществляется от источника с большим количеством теплоты к источнику меньшей теплотой. Большой вклад внес Клаузиус, который независимо от Карно сформулировал, что теплота не может переходить самостоятельно от тела с меньшей теплотой к телу с большей теплотой. Он же вывел понятие энтропии. Клаузиус рассматривал систему, которая не совершает работу. Внутренняя энергия системы равна заключенной в ней теплоте

dU = dQ. Существуют и другие характеристики термодинамических систем.

Рассмотрим систему: приведем в контакт два тела с раздельной теплотой (Т1 и Т2), т.о. что Т1 > Т2. Если эта система изолирована, то количество теплоты переданное одним телом = количеству теплоты принятым другим телом. dQ1 = dQ2.

Отсюда: dS1 = dQ1/T1 < dS2 = dQ2/T2; dS1 – dS2 > 0.

Полная энтропия изолированной системы больше 0, т.е. dS > 0. Изменение энтропии изолированной системы, которая складывается из уменьшения S одного и увеличения S другого тела, будет величиной положительной. Но только если существует разность температур. Если Т1 = Т2, то имеет место равенство dS ≥ 0

Второй закон термодинамики ─ общее изменение энтропии изолированной системы есть величина всегда неотрицательная.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: