- 1. Μη αναστρεψιμότητα διεργασιών στη φύση Συμπλήρωσε: μαθήτρια της τάξης 10 «Β» Andronova Anna
- 2. Μη αναστρέψιμη είναι μια διαδικασία που δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση μέσω όλων των ίδιων ενδιάμεσων καταστάσεων.
- 3. Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας δεν απαγορεύει διεργασίες που δεν συμβαίνουν στην εμπειρία: - θέρμανση ενός θερμότερου σώματος με ένα ψυχρότερο, - αυθόρμητη αιώρηση ενός εκκρεμούς από την κατάσταση ηρεμίας, - συλλογή άμμου σε πέτρα, κλπ. Οι διαδικασίες στη φύση έχουν μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Στην αντίθετη κατεύθυνση, δεν μπορούν να ρέουν αυθόρμητα. Όλες οι διαδικασίες στη φύση είναι μη αναστρέψιμες.
- 4. Παραδείγματα μη αναστρέψιμων διεργασιών Κατά τη διάχυση, η ευθυγράμμιση των συγκεντρώσεων γίνεται αυθόρμητα. Η αντίστροφη διαδικασία δεν θα προχωρήσει ποτέ μόνη της: ένα μείγμα αερίων, για παράδειγμα, δεν θα διαχωριστεί ποτέ αυθόρμητα στα συστατικά του συστατικά. Θερμική αγωγιμότητα Η διαδικασία μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε εσωτερική ενέργεια κατά την ανελαστική κρούση ή τριβή είναι επίσης μη αναστρέψιμη.
- 5. Ας δώσουμε ένα άλλο παράδειγμα ταλάντωσης εκκρεμούς που έχει βγει από την ισορροπία. Λόγω του έργου των δυνάμεων τριβής, η μηχανική ενέργεια του εκκρεμούς μειώνεται και η θερμοκρασία του εκκρεμούς και του περιβάλλοντος αέρα (και επομένως η εσωτερική τους ενέργεια) ελαφρώς αυξάνεται. Η αντίστροφη διαδικασία είναι επίσης ενεργειακά αποδεκτή, όταν το πλάτος των ταλαντώσεων του εκκρεμούς αυξάνεται λόγω της ψύξης του ίδιου του εκκρεμούς και περιβάλλον. Αλλά μια τέτοια διαδικασία δεν παρατηρείται ποτέ. Η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται αυθόρμητα σε εσωτερική ενέργεια, αλλά όχι το αντίστροφο. Στην περίπτωση αυτή, η ενέργεια της διατεταγμένης κίνησης του σώματος στο σύνολό του μετατρέπεται σε ενέργεια της διαταραγμένης θερμικής κίνησης των μορίων που το αποτελούν.
- 6. «Το βέλος του χρόνου» και το πρόβλημα της μη αναστρεψιμότητας στη φυσική επιστήμη Ένα από τα κύρια προβλήματα της κλασικής φυσικής για πολύ καιρότο πρόβλημα της μη αναστρεψιμότητας των πραγματικών διεργασιών στη φύση παρέμεινε.Σχεδόν όλες οι πραγματικές διεργασίες στη φύση είναι μη αναστρέψιμες: αυτή είναι η απόσβεση ενός εκκρεμούς και η εξέλιξη ενός αστεριού, και ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ζωη. Η μη αναστρεψιμότητα των διαδικασιών στη φύση, όπως λέγαμε, καθορίζει την κατεύθυνση στον άξονα του χρόνου από το παρελθόν στο μέλλον. Ο Άγγλος φυσικός και αστρονόμος A. Eddington ονόμασε μεταφορικά αυτή την ιδιότητα του χρόνου «το βέλος του χρόνου».
- 7. Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής υποδεικνύει την κατεύθυνση των πιθανών μετασχηματισμών ενέργειας και εκφράζει έτσι τη μη αναστρέψιμη διεργασία στη φύση. Καθιερώνεται με άμεση γενίκευση των πειραματικών γεγονότων.
- 8. Διατύπωση του R. Clausius: είναι αδύνατη η μεταφορά θερμότητας από ένα ψυχρότερο σύστημα σε ένα θερμότερο ελλείψει ταυτόχρονων αλλαγών και στα δύο συστήματα ή στα γύρω σώματα.θερμότητα που λαμβάνεται από μία πηγή.
- 9. Rudolf Clausius (1822-1888) Ο Clausius είναι υπεύθυνος για τη θεμελιώδη εργασία στο πεδίο της μοριακής-κινητικής θεωρίας της θερμότητας. Το έργο του Clausius συνέβαλε στην εισαγωγή στατιστικών μεθόδων στη φυσική. Ο Clausius συνέβαλε σημαντικά στη θεωρία της ηλεκτρόλυσης, ο οποίος τεκμηρίωσε θεωρητικά τον νόμο Joule-Lenz, ανέπτυξε τη θεωρία της πόλωσης των διηλεκτρικών, με βάση την οποία καθιέρωσε τη σχέση μεταξύ διαπερατότητας και πόλωσης.
- 10. W. Kelvin (1824-1907) Ο William Kelvin είναι ο συγγραφέας πολλών θεωρητικές εργασίεςστη φυσική μελέτησε τα φαινόμενα ηλεκτρικό ρεύμα, δυναμική γεωλογία. Μαζί με τον James Joule, ο Kelvin πραγματοποίησε πειράματα για την ψύξη των αερίων και διατύπωσε τη θεωρία των πραγματικών αερίων. Η κλίμακα απόλυτης θερμοδυναμικής θερμοκρασίας πήρε το όνομά του.
- 11. Το πρόβλημα της μη αναστρεψιμότητας των διεργασιών στη φύση Ουσιαστικά όλες οι διεργασίες στα μακροσυστήματα είναι μη αναστρέψιμες. Τίθεται ένα θεμελιώδες ερώτημα: ποιος είναι ο λόγος της μη αναστρέψιμης; Αυτό φαίνεται ιδιαίτερα περίεργο αν σκεφτεί κανείς ότι όλοι οι νόμοι της μηχανικής είναι αναστρέψιμοι στο χρόνο. Και όμως, κανείς δεν έχει δει ότι, για παράδειγμα, ένα σπασμένο βάζο ανακάμπτει αυθόρμητα από θραύσματα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να παρατηρηθεί εάν πρώτα το κινηματογραφήσετε και το δείτε προς την αντίθετη κατεύθυνση, αλλά όχι στην πραγματικότητα. Οι απαγορεύσεις που θέτει το δεύτερο Ο νόμος της θερμοδυναμικής έγινε επίσης μυστηριώδης.Η λύση σε αυτό το πολύπλοκο πρόβλημα ήρθε με την ανακάλυψη ενός νέου θερμοδυναμικού μεγέθους -εντροπίας- και την αποκάλυψη της φυσικής του σημασίας.
- 12. Η εντροπία είναι ένα μέτρο της αταξίας ενός συστήματος που αποτελείται από πολλά στοιχεία. Συγκεκριμένα, στη στατιστική φυσική - ένα μέτρο της πιθανότητας υλοποίησης οποιασδήποτε μακροσκοπικής κατάστασης.
- 13. Πραγματικότητα μη αναστρέψιμων διεργασιών Πολλές συχνά παρατηρούμενες διεργασίες είναι μη αναστρέψιμες: δοκιμάστε να ρίξετε μια πέτρα στο νερό - θα βλέπετε πάντα ομόκεντρους κύκλους-κύματα να αποκλίνουν από το σημείο όπου χτυπά το νερό και να μην συγκλίνουν ποτέ σε αυτό το μέρος. Στη χημεία, παραδείγματα μη αναστρέψιμων διεργασιών είναι αντιδράσεις που προχωρούν πάντα με αύξηση της εντροπίας Στη βιολογία, η ζωή ξεκινά πάντα από τη γέννηση, συνεχίζεται στη νεότητα, στην ωριμότητα και στα γηρατειά και τελειώνει με το θάνατο και δεν συμβαίνει ποτέ, όχι μόνο αντίστροφη ανάπτυξηζωντανούς οργανισμούς, αλλά ακόμη και να σταματήσει αυτή τη διαδικασία Στην αστρονομία, αυτά είναι αστέρια που σταδιακά εξαφανίζονται ή υπόκεινται σε βαρυτική κατάρρευση.
- 14. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!
>>Φυσική: Μη αναστρεψιμότητα διεργασιών στη φύση
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας δηλώνει ότι η ποσότητα ενέργειας σε οποιονδήποτε από τους μετασχηματισμούς της παραμένει αμετάβλητη. Εν τω μεταξύ, πολλές διαδικασίες που είναι αρκετά αποδεκτές από την άποψη του νόμου της διατήρησης της ενέργειας δεν συμβαίνουν ποτέ στην πραγματικότητα.
Παραδείγματα μη αναστρέψιμων διεργασιών. Τα θερμαινόμενα σώματα ψύχονται σταδιακά, μεταφέροντας την ενέργειά τους σε ψυχρότερα γύρω σώματα. Η αντίστροφη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας από ένα ψυχρό σώμα σε ένα ζεστό δεν έρχεται σε αντίθεση με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας εάν η ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από το ψυχρό σώμα είναι ίση με την ποσότητα θερμότητας που λαμβάνει το θερμό, αλλά μια τέτοια η διαδικασία δεν συμβαίνει ποτέ αυθόρμητα.
Ενα άλλο παράδειγμα. Οι ταλαντώσεις του εκκρεμούς, που βγήκαν από την ισορροπία, φθείρονται ( εικ.13.9; 1, 2, 3, 4- διαδοχικές θέσεις του εκκρεμούς στις μέγιστες αποκλίσεις από τη θέση ισορροπίας). Λόγω του έργου των δυνάμεων τριβής, η μηχανική ενέργεια του εκκρεμούς μειώνεται και η θερμοκρασία του εκκρεμούς και του περιβάλλοντος αέρα (και επομένως η εσωτερική τους ενέργεια) αυξάνεται ελαφρώς. Η αντίστροφη διαδικασία είναι επίσης ενεργειακά αποδεκτή, όταν το πλάτος των ταλαντώσεων του εκκρεμούς αυξάνεται λόγω της ψύξης του ίδιου του εκκρεμούς και του περιβάλλοντος. Αλλά μια τέτοια διαδικασία δεν παρατηρείται ποτέ. Η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται αυθόρμητα σε εσωτερική ενέργεια, αλλά όχι το αντίστροφο. Στην περίπτωση αυτή, η ενέργεια της διατεταγμένης κίνησης του σώματος στο σύνολό του μετατρέπεται σε ενέργεια της διαταραγμένης θερμικής κίνησης των μορίων που το αποτελούν.
Γενικό συμπέρασμα για το μη αναστρέψιμο των διεργασιών στη φύση. Η μεταφορά θερμότητας από ένα θερμό σώμα σε ένα ψυχρό και η μηχανική ενέργεια στην εσωτερική ενέργεια είναι παραδείγματα των πιο τυπικών μη αναστρέψιμων διεργασιών. Ο αριθμός τέτοιων παραδειγμάτων μπορεί να αυξηθεί σχεδόν επ' αόριστον. Όλοι τους λένε ότι οι διεργασίες στη φύση έχουν μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η οποία δεν αντανακλάται με κανέναν τρόπο στον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Όλες οι μακροσκοπικές διεργασίες στη φύση προχωρούν μόνο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.. Στην αντίθετη κατεύθυνση, δεν μπορούν να ρέουν αυθόρμητα. Όλες οι διαδικασίες στη φύση είναι μη αναστρέψιμες και οι πιο τραγικές από αυτές είναι η γήρανση και ο θάνατος των οργανισμών.
Ακριβής διατύπωση της έννοιας μιας μη αναστρέψιμης διαδικασίας.Για τη σωστή κατανόηση της ουσίας της μη αναστρέψιμης διαδικασίας, είναι απαραίτητο να γίνει η ακόλουθη διευκρίνιση: μη αναστρεψιμοονομάζονται τέτοιες διαδικασίες που μπορούν αυθόρμητα να προχωρήσουν μόνο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. προς την αντίθετη κατεύθυνση, μπορούν να ρέουν μόνο υπό εξωτερική επίδραση. Έτσι, μπορείτε και πάλι να αυξήσετε την αιώρηση του εκκρεμούς πιέζοντάς το με το χέρι σας. Αλλά αυτή η αύξηση δεν συμβαίνει από μόνη της, αλλά καθίσταται δυνατή ως αποτέλεσμα περισσότερων πολύπλοκη διαδικασίαπου περιλαμβάνει κίνηση των χεριών.
Μαθηματικά, η μη αναστρεψιμότητα των μηχανικών διεργασιών εκφράζεται στο γεγονός ότι οι εξισώσεις κίνησης των μακροσκοπικών σωμάτων αλλάζουν με την αλλαγή του πρόσημου του χρόνου. Λέγεται ότι σε τέτοιες περιπτώσεις δεν είναι αμετάβλητες υπό μετασχηματισμό t→-t. Η επιτάχυνση δεν αλλάζει πρόσημο κατά την αντικατάσταση t→-t. Οι δυνάμεις που εξαρτώνται από τις αποστάσεις επίσης δεν αλλάζουν πρόσημο. Υπογράψτε κατά την αντικατάσταση tεπί -ταλλάζει με την ταχύτητα. Γι' αυτό όταν η εργασία γίνεται από δυνάμεις τριβής που εξαρτώνται από την ταχύτητα, η κινητική ενέργεια του σώματος μετατρέπεται αμετάκλητα σε εσωτερική ενέργεια.
Ο κινηματογράφος είναι το αντίθετο.Μια ζωντανή απεικόνιση της μη αναστρεψιμότητας των φαινομένων στη φύση είναι η παρακολούθηση μιας ταινίας προς την αντίθετη κατεύθυνση. Για παράδειγμα, ένα άλμα στο νερό θα μοιάζει με αυτό. Το ήρεμο νερό στην πισίνα αρχίζει να βράζει, τα πόδια εμφανίζονται, κινούνται γρήγορα προς τα πάνω και στη συνέχεια ολόκληρος ο δύτης. Η επιφάνεια του νερού ηρεμεί γρήγορα. Σταδιακά, η ταχύτητα του δύτη μειώνεται και τώρα στέκεται ήρεμα στον πύργο. Αυτό που βλέπουμε στην οθόνη θα μπορούσε πραγματικά να συμβεί εάν οι διαδικασίες μπορούσαν να αντιστραφούν.
Ο παραλογισμός αυτού που συμβαίνει στην οθόνη πηγάζει από το γεγονός ότι είμαστε συνηθισμένοι σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση διεργασιών και δεν αμφιβάλλουμε για την αδυναμία της αντίστροφης ροής τους. Αλλά μια τέτοια διαδικασία όπως η ανάβαση ενός δύτη σε έναν πύργο από το νερό δεν έρχεται σε αντίθεση ούτε με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, ούτε με τους νόμους της μηχανικής, ούτε με οποιουσδήποτε νόμους γενικά, εκτός δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής υποδεικνύει την κατεύθυνση των πιθανών μετασχηματισμών ενέργειας, δηλαδή την κατεύθυνση των διεργασιών, και ως εκ τούτου εκφράζει τη μη αναστρέψιμη διεργασία στη φύση. Αυτός ο νόμος καθιερώθηκε με άμεση γενίκευση των πειραματικών γεγονότων.
Υπάρχουν αρκετές διατυπώσεις του δεύτερου νόμου, οι οποίες, παρά τις εξωτερικές διαφορές τους, εκφράζουν ουσιαστικά το ίδιο πράγμα και επομένως είναι ισοδύναμες.
Ο Γερμανός επιστήμονας R. Clausius (1822-1888) διατύπωσε αυτόν τον νόμο ως εξής: είναι αδύνατο να μεταφερθεί θερμότητα από ένα ψυχρότερο σύστημα σε ένα θερμότερο ελλείψει άλλων ταυτόχρονων αλλαγών και στα δύο συστήματα ή στα γύρω σώματα.
Εδώ δηλώνεται το πειραματικό γεγονός μιας ορισμένης κατεύθυνσης μεταφοράς θερμότητας: η θερμότητα μεταφέρεται πάντα μόνη της από τα θερμά σώματα στα ψυχρά. Είναι αλήθεια ότι στις εγκαταστάσεις ψύξης η θερμότητα μεταφέρεται από ένα ψυχρό σώμα σε ένα θερμότερο, αλλά αυτή η μεταφορά συνδέεται με άλλες αλλαγές στα γύρω σώματα: η ψύξη επιτυγχάνεται μέσω της εργασίας.
Η σημασία αυτού του νόμου είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συμπεράνουμε ότι όχι μόνο η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας είναι μη αναστρέψιμη, αλλά και άλλες διεργασίες στη φύση. Εάν η θερμότητα σε κάθε περίπτωση μπορούσε να μεταφερθεί αυθόρμητα από ψυχρά σε θερμά σώματα, τότε αυτό θα επέτρεπε να γίνουν αναστρέψιμες άλλες διεργασίες.
Όλες οι διαδικασίες προχωρούν αυθόρμητα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Είναι μη αναστρέψιμες. Η θερμότητα περνά πάντα από ένα ζεστό σώμα σε ένα ψυχρό και η μηχανική ενέργεια των μακροσκοπικών σωμάτων - στο εσωτερικό.
Η κατεύθυνση των διεργασιών στη φύση υποδεικνύεται από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής.
???
1. Ποιες διαδικασίες ονομάζονται μη αναστρέψιμες; Ονομάστε τις πιο τυπικές μη αναστρέψιμες διεργασίες.
2. Πώς διατυπώνεται ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής;
3. Εάν τα ποτάμια κυλούσαν προς τα πίσω, αυτό θα σήμαινε ότι παραβιάζεται ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας;
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Φυσική τάξη 10
Περιεχόμενο μαθήματος περίληψη μαθήματοςυποστήριξη πλαισίων παρουσίασης μαθήματος επιταχυντικές μέθοδοι διαδραστικές τεχνολογίες Πρακτική εργασίες και ασκήσεις εργαστήρια αυτοεξέτασης, προπονήσεις, περιπτώσεις, αναζητήσεις ερωτήσεις συζήτησης εργασιών για το σπίτι ρητορικές ερωτήσεις από μαθητές εικονογραφήσεις ήχου, βίντεο κλιπ και πολυμέσαφωτογραφίες, εικόνες γραφικά, πίνακες, σχήματα χιούμορ, ανέκδοτα, ανέκδοτα, παραβολές κόμικς, ρήσεις, σταυρόλεξα, αποσπάσματα Πρόσθετα περιλήψειςάρθρα τσιπ για περιπετειώδη cheat sheets σχολικά βιβλία βασικά και πρόσθετο γλωσσάρι όρων άλλα Βελτίωση σχολικών βιβλίων και μαθημάτωνδιόρθωση λαθών στο σχολικό βιβλίοενημέρωση ενός τεμαχίου στο σχολικό βιβλίο στοιχεία καινοτομίας στο μάθημα αντικαθιστώντας τις απαρχαιωμένες γνώσεις με νέες Μόνο για δασκάλους τέλεια μαθήματαημερολογιακό σχέδιο για το έτος Κατευθυντήριες γραμμέςπρογράμματα συζήτησης Ολοκληρωμένα ΜαθήματαΕάν έχετε διορθώσεις ή προτάσεις για αυτό το μάθημα,
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας δηλώνει ότι η ποσότητα ενέργειας σε οποιονδήποτε από τους μετασχηματισμούς της παραμένει αμετάβλητη. Αλλά δεν λέει τίποτα για το ποιοι ενεργειακοί μετασχηματισμοί είναι δυνατοί. Εν τω μεταξύ, πολλές διαδικασίες που είναι αρκετά αποδεκτές από την άποψη του νόμου της διατήρησης της ενέργειας δεν συμβαίνουν ποτέ στην πραγματικότητα.
Παραδείγματα μη αναστρέψιμων διεργασιών.Τα θερμαινόμενα σώματα ψύχονται σταδιακά, μεταφέροντας την ενέργειά τους σε ψυχρότερα γύρω σώματα. Η αντίστροφη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας από το κρύο
σώμα σε ζεστό δεν έρχεται σε αντίθεση με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, αλλά μια τέτοια διαδικασία δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ.
Ενα άλλο παράδειγμα. Οι ταλαντώσεις του εκκρεμούς, που αφαιρούνται από τη θέση ισορροπίας, υγραίνονται (Εικ. 49; 1, 2, 3, 4 - διαδοχικές θέσεις του εκκρεμούς στις μέγιστες αποκλίσεις από τη θέση ισορροπίας). Λόγω του έργου των δυνάμεων τριβής, η μηχανική ενέργεια μειώνεται και η θερμοκρασία του εκκρεμούς και του περιβάλλοντος αέρα (και επομένως η εσωτερική τους ενέργεια) αυξάνεται ελαφρώς. Η αντίστροφη διαδικασία είναι επίσης ενεργειακά αποδεκτή, όταν το πλάτος των ταλαντώσεων του εκκρεμούς αυξάνεται λόγω της ψύξης του ίδιου του εκκρεμούς και του περιβάλλοντος. Αλλά μια τέτοια διαδικασία δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ. Η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται αυθόρμητα σε εσωτερική ενέργεια, αλλά όχι το αντίστροφο. Σε αυτή την περίπτωση, η διατεταγμένη κίνηση του σώματος στο σύνολό της μετατρέπεται σε διαταραγμένη θερμική κίνησητα μόρια που το αποτελούν.
Γενικό συμπέρασμα για το μη αναστρέψιμο των διεργασιών στη φύση.Η μεταφορά θερμότητας από ένα θερμό σώμα σε ένα ψυχρό και η μηχανική ενέργεια στην εσωτερική ενέργεια είναι παραδείγματα των πιο τυπικών μη αναστρέψιμων διεργασιών. Ο αριθμός τέτοιων παραδειγμάτων μπορεί να αυξηθεί σχεδόν επ' αόριστον. Όλοι τους λένε ότι οι διεργασίες στη φύση έχουν μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η οποία δεν αντανακλάται με κανέναν τρόπο στον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Όλες οι μακροσκοπικές διεργασίες στη φύση προχωρούν μόνο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Στην αντίθετη κατεύθυνση, δεν μπορούν να ρέουν αυθόρμητα. Όλες οι διαδικασίες στη φύση είναι μη αναστρέψιμες και οι πιο τραγικές από αυτές είναι η γήρανση και ο θάνατος των οργανισμών.
Ακριβής διατύπωση της έννοιας μιας μη αναστρέψιμης διαδικασίας.Για την ορθή κατανόηση της ουσίας της μη αναστρεψιμότητας των διαδικασιών, είναι απαραίτητο να γίνει η ακόλουθη διευκρίνιση. Μη αναστρέψιμη είναι μια τέτοια διαδικασία, το αντίστροφο της οποίας μπορεί να προχωρήσει μόνο ως ένας από τους συνδέσμους μιας πιο περίπλοκης διαδικασίας. Έτσι, μπορείτε και πάλι να αυξήσετε την αιώρηση του εκκρεμούς πιέζοντάς το με το χέρι σας. Αλλά αυτή η αύξηση δεν συμβαίνει από μόνη της, αλλά καθίσταται δυνατή ως αποτέλεσμα μιας πιο περίπλοκης διαδικασίας που περιλαμβάνει την κίνηση του χεριού.
Είναι δυνατόν, καταρχήν, να μεταφερθεί θερμότητα από ένα ψυχρό σώμα σε ένα ζεστό. Αλλά αυτό απαιτεί μια μονάδα ψύξης που καταναλώνει ενέργεια.
Ο κινηματογράφος είναι το αντίθετο.Μια ζωντανή απεικόνιση της μη αναστρεψιμότητας των φαινομένων στη φύση είναι η παρακολούθηση μιας ταινίας προς την αντίθετη κατεύθυνση. Για παράδειγμα, ένα άλμα στο νερό θα μοιάζει με αυτό. Το ήρεμο νερό στην πισίνα αρχίζει να αναδεύεται, τα πόδια εμφανίζονται, κινούνται γρήγορα προς τα πάνω και μετά
και ολόκληρος ο δύτης. Η επιφάνεια του νερού ηρεμεί γρήγορα. Σταδιακά, η ταχύτητα του δύτη μειώνεται και τώρα στέκεται ήρεμα στον πύργο. Αυτό που βλέπουμε στην οθόνη θα μπορούσε πραγματικά να συμβεί εάν οι διαδικασίες μπορούσαν να αντιστραφούν. Το «παράλογο» αυτού που συμβαίνει πηγάζει από το γεγονός ότι είμαστε συνηθισμένοι σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση των διαδικασιών και δεν αμφιβάλλουμε για την αδυναμία της αντίστροφης ροής τους. Αλλά μια τέτοια διαδικασία όπως η ανάβαση ενός δύτη σε έναν πύργο από το νερό δεν έρχεται σε αντίθεση ούτε με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, ούτε με τους νόμους της μηχανικής, ούτε με οποιουσδήποτε νόμους γενικά, εκτός από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής.
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής υποδεικνύει την κατεύθυνση των πιθανών ενεργειακών μετασχηματισμών και έτσι εκφράζει τη μη αναστρέψιμη διεργασία στη φύση. Καθιερώθηκε με άμεση γενίκευση των πειραματικών γεγονότων.
Υπάρχουν αρκετές διατυπώσεις του δεύτερου νόμου, οι οποίες, παρά τις εξωτερικές διαφορές τους, εκφράζουν ουσιαστικά το ίδιο πράγμα και επομένως είναι ισοδύναμες.
Ο γερμανός επιστήμονας R. Clausius διατύπωσε αυτόν τον νόμο ως εξής: είναι αδύνατο να μεταφερθεί θερμότητα από ένα ψυχρότερο σύστημα σε ένα θερμότερο εάν δεν υπάρχουν άλλες ταυτόχρονες αλλαγές και στα δύο συστήματα ή στα γύρω σώματα.
Εδώ δηλώνεται το πειραματικό γεγονός μιας ορισμένης κατεύθυνσης μεταφοράς θερμότητας: η θερμότητα μεταφέρεται πάντα μόνη της από τα θερμά σώματα στα ψυχρά. Είναι αλήθεια ότι στα συστήματα ψύξης η θερμότητα μεταφέρεται από ένα ψυχρό σώμα σε ένα θερμότερο, αλλά αυτή η μεταφορά συνδέεται με «άλλες αλλαγές στα γύρω σώματα»: η ψύξη επιτυγχάνεται μέσω της εργασίας.
Η σημασία αυτού του νόμου έγκειται στο γεγονός ότι από αυτόν είναι δυνατό να εξαχθεί ένα συμπέρασμα σχετικά με τη μη αναστρέψιμη λειτουργία όχι μόνο της διαδικασίας μεταφοράς θερμότητας, αλλά και άλλων διεργασιών στη φύση. Εάν η θερμότητα σε κάθε περίπτωση μπορούσε να μεταφερθεί αυθόρμητα από τα ψυχρά σώματα στα θερμά, τότε αυτό θα επέτρεπε να γίνουν αναστρέψιμες άλλες διεργασίες. Συγκεκριμένα, θα επέτρεπε τη δημιουργία κινητήρων που μετατρέπουν πλήρως την εσωτερική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια.
Όταν τα σώματα έρχονται σε επαφή, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας λαμβάνει χώρα αυθόρμητα από ένα ζεστό σώμα σε ένα κρύο έως ότου και τα δύο σώματα έχουν ίδιες θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, ένα φλιτζάνι ζεστό τσάι. Όλες οι μακροσκοπικές διεργασίες στη φύση προχωρούν μόνο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Στην αντίθετη κατεύθυνση, δεν μπορούν να ρέουν αυθόρμητα. μη αναστρέψιμη διαδικασία– είναι κάθε διαδικασία που συνοδεύεται από τριβή, γιατί Κατά τη διάρκεια της τριβής, μέρος της μηχανικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα. Οποιαδήποτε πραγματική διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη. (Γήρανση, άλματα σκι κ.λπ.).
Αναστρέψιμη διαδικασία– Είναι μια διαδικασία κατά την οποία το σύστημα, περνώντας από την κατάσταση 2 στην κατάσταση 1, περνά τα ίδια ενδιάμεσα σημεία όπως όταν μετακινείται από την κατάσταση 1 στην κατάσταση 2. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στο σύστημα να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση χωρίς αλλαγές στο περιβάλλον. (Μια μπάλα στο κενό πέφτει σε μια τέλεια ελαστική πλάκα, οι ταλαντώσεις του εκκρεμούς στο κενό)
Η έννοια του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής.
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής (διατύπωση του Clausius): Η μεταφορά θερμότητας προχωρά προς την κατεύθυνση από τα θερμότερα σώματα προς τα ψυχρότερα.
Μαθηματική σημειογραφία του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής.
Θερμικές μηχανές.
Θερμικές μηχανέςΟνομάζονται κινητήρες που μετατρέπουν την εσωτερική ενέργεια του καυσίμου σε μηχανικό έργο. Για να λειτουργήσει ο κινητήρας, απαιτείται διαφορά πίεσης και στις δύο πλευρές του εμβόλου του κινητήρα. Η διαφορά πίεσης επιτυγχάνεται αυξάνοντας τη θερμοκρασία του ρευστού εργασίας (αερίου) κατά εκατοντάδες ή χιλιάδες βαθμούς σε σύγκριση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας συμβαίνει κατά την καύση του καυσίμου.
Η αρχή της λειτουργίας μιας θερμικής μηχανής.Οποιοσδήποτε θερμικός κινητήρας πρέπει να διαθέτει θερμάστρα, υγρό λειτουργίας και ψυγείο (ψυγείο). Ο θερμαντήρας ενημερώνει το ρευστό εργασίας (αέριο) μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας Q 1, η οποία οδηγεί σε αύξηση της εσωτερική ενέργεια. Το σώμα εργασίας εκτελεί εργασίες λόγω του εσωτερικού αποθέματος ενέργειας. Το ρευστό εργασίας όλων των θερμικών μηχανών είναι ένα αέριο που σχηματίζεται κατά την καύση του καυσίμου στον κύλινδρο του κινητήρα και εκτελεί εργασίες κατά τη διαστολή. Στον κινητήρα, το αέριο, όταν διαστέλλεται, δεν μπορεί να δώσει όλη του την εσωτερική ενέργεια για να κάνει δουλειά. Μέρος της θερμότητας Q 2 μεταφέρεται στο ψυγείο (ατμόσφαιρα) μαζί με τον ατμό εξάτμισης ή τα καυσαέρια του κινητήρα. Αυτό το μέρος της εσωτερικής ενέργειας χάνεται.
Το υγρό εργασίας του κινητήρα δέχεται την ποσότητα θερμότητας Q 1 κατά την καύση του καυσίμου, εκτελεί εργασίες και μεταφέρει την ποσότητα θερμότητας Q 2 στο ψυγείο Συντελεστής απόδοσης (COP) θερμικής μηχανήςΟ λόγος της εργασίας που εκτελεί ο κινητήρας προς την ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από το θερμαντήρα ονομάζεται: Η αποτελεσματικότητα κάθε μηχανής<1 Κύκλος Carnot.Οι νόμοι της θερμοδυναμικής καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό της μέγιστης δυνατής απόδοσης μιας θερμικής μηχανής που λειτουργεί με θερμάστρα με θερμοκρασία T 1 και ψυγείο με θερμοκρασία T 2 . Αυτό έγινε για πρώτη φορά από τον Γάλλο φυσικό Sadi Carnot το 1824. Βρήκε μια (θεωρητικά) ιδανική θερμική μηχανή με ιδανικό αέριο ως υγρό λειτουργίας. Ο Carnot έλαβε τον τύπο για την απόδοση αυτής της μηχανής: Η κύρια έννοια αυτής της φόρμουλας είναι ότι κάθε πραγματική θερμική μηχανή που λειτουργεί με θερμάστρα σε θερμοκρασία T 1 και ψυγείο σε θερμοκρασία T 2 δεν μπορεί να έχει απόδοση που υπερβαίνει την απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής. Αυτός ο τύπος δίνει ένα θεωρητικό όριο για τη μέγιστη τιμή της απόδοσης των θερμικών μηχανών. Η πραγματική τιμή απόδοσης λόγω διαφόρων ενεργειακών απωλειών είναι περίπου 40%. Οι κινητήρες ντίζελ έχουν τη μέγιστη απόδοση - περίπου 44%. Κρατικό Πανεπιστήμιο Μεταφορών Άπω Ανατολής Για τακτοποίηση και γραφικές εργασίες με θέμα: Μη αναστρεψιμότητα διεργασιών στη φύση και το βέλος του χρόνου Trofimets A.A. Έλεγχος από τον δάσκαλο: Dryutskaya S.M. 1. Εισαγωγή 3 2. Γενικά χαρακτηριστικά και σύνθεση Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος 4 3. Έννοια της εντροπίας 8 4. Βέλος του χρόνου 10 5. Συμπέρασμα 11 6. Παραπομπές 12 Εισαγωγή
-
θέρμανση ενός πιο ζεστού σώματος με ένα πιο κρύο. Αυθόρμητη αιώρηση του εκκρεμούς από κατάσταση ηρεμίας. Συλλογή άμμου σε πέτρα κ.λπ. Οι διαδικασίες στη φύση έχουν μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Στην αντίθετη κατεύθυνση, δεν μπορούν να ρέουν αυθόρμητα. Γενικά χαρακτηριστικά και διατύπωση του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου Οι φυσικές διεργασίες κατευθύνονται πάντα προς την επίτευξη μιας κατάστασης ισορροπίας (μηχανικής, θερμικής ή οποιαδήποτε άλλη) από το σύστημα. Το φαινόμενο αυτό αντικατοπτρίζεται από τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, ο οποίος έχει μεγάλη σημασία για την ανάλυση της λειτουργίας των μηχανών θερμότητας και ισχύος. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, για παράδειγμα, η θερμότητα μπορεί να μεταφερθεί αυθόρμητα μόνο από ένα σώμα με υψηλότερη θερμοκρασία σε ένα σώμα με χαμηλότερη θερμοκρασία. Για να πραγματοποιηθεί η αντίστροφη διαδικασία, πρέπει να δαπανηθεί κάποια εργασία. Από αυτή την άποψη, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: Είναι αδύνατη μια διαδικασία κατά την οποία η θερμότητα θα μεταφερόταν αυθόρμητα από ψυχρότερα σώματα σε θερμότερα σώματα(αξιοθέατο του Κλαυσίου, 1850). Ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος καθορίζει επίσης τις συνθήκες υπό τις οποίες η θερμότητα μπορεί να μετατραπεί σε έργο για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε οποιαδήποτε θερμοδυναμική διαδικασία ανοιχτού βρόχου, καθώς αυξάνεται ο όγκος, γίνεται θετική εργασία: Όπου είμαι το τελικό έργο, Τα V1 και v2 είναι ο αρχικός και ο τελικός συγκεκριμένος όγκος, αντίστοιχα. Αλλά η διαδικασία επέκτασης δεν μπορεί να συνεχιστεί επ 'αόριστον, επομένως, η δυνατότητα μετατροπής της θερμότητας σε εργασία είναι περιορισμένη. Η συνεχής μετατροπή της θερμότητας σε εργασία πραγματοποιείται μόνο σε κυκλική διαδικασία ή κύκλο. Κάθε στοιχειώδης διαδικασία που περιλαμβάνεται στον κύκλο πραγματοποιείται με την παροχή ή την αφαίρεση θερμότητας dQ,συνοδεύεται από την απόδοση ή τη δαπάνη της εργασίας, αύξηση ή μείωση της εσωτερικής ενέργειας, αλλά πάντα υπό την προϋπόθεση dQ=dU+dLΚαι dq=du+dl,που δείχνει ότι χωρίς παροχή θερμότητας ( dq=0)Η εξωτερική εργασία μπορεί να εκτελεστεί μόνο σε βάρος της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος και η παροχή θερμότητας στο θερμοδυναμικό σύστημα καθορίζεται από τη θερμοδυναμική διαδικασία. Η ολοκλήρωση κλειστού βρόχου δίνει: />, /> επειδή />. Εδώ QντοΚαι μεγάλοντο- αντίστοιχα, η θερμότητα που μετατρέπεται σε έργο στον κύκλο και το έργο που εκτελεί το σώμα εργασίας, που είναι η διαφορά | μεγάλο1
| - |μεγάλο2
| θετικά και αρνητικά έργα των διαδικασιών του στοιχειώδους κύκλου. Η στοιχειώδης ποσότητα θερμότητας μπορεί να θεωρηθεί ως είσοδος (dQ>0)και παραχωρήθηκε (dQ από το ρευστό εργασίας. Το άθροισμα της παρεχόμενης θερμότητας στον κύκλο |Q1|, και το άθροισμα της θερμότητας που αφαιρέθηκε |Q2|. Επομένως, μεγάλοντο=Qντο=|Ε1
| -|Ερ2
|.
Η παροχή της ποσότητας θερμότητας Q1 στο ρευστό εργασίας είναι δυνατή εάν υπάρχει εξωτερική πηγή με θερμοκρασία μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία του ρευστού εργασίας. Μια τέτοια πηγή θερμότητας ονομάζεται θερμή. Η αφαίρεση της ποσότητας θερμότητας Q2 από το ρευστό εργασίας είναι επίσης δυνατή παρουσία εξωτερικής πηγής θερμότητας, αλλά με θερμοκρασία χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του ρευστού εργασίας. Μια τέτοια πηγή θερμότητας ονομάζεται κρύο. Έτσι, για να ολοκληρωθεί ο κύκλος, είναι απαραίτητο να υπάρχουν δύο πηγές θερμότητας: η μία με υψηλή θερμοκρασία, άλλος με χαμηλό. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν μπορεί να μετατραπεί όλη η ποσότητα θερμότητας Q1 που καταναλώθηκε σε εργασία, αφού η ποσότητα θερμότητας Q2 μεταφέρεται στην ψυχρή πηγή. Οι συνθήκες λειτουργίας μιας θερμικής μηχανής είναι οι εξής: Η ανάγκη για δύο πηγές θερμότητας (ζεστό και κρύο). Κυκλική λειτουργία του κινητήρα. Η μεταφορά μέρους της ποσότητας θερμότητας που λαμβάνεται από μια θερμή πηγή σε μια ψυχρή πηγή χωρίς να τη μετατρέπει σε εργασία. Από αυτή την άποψη, στον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής μπορούν να δοθούν αρκετές ακόμη διατυπώσεις: η μεταφορά θερμότητας από μια κρύα πηγή σε μια ζεστή είναι αδύνατη χωρίς τη δαπάνη εργασίας.
είναι αδύνατο να κατασκευαστεί μια μηχανή περιοδικής λειτουργίας που να λειτουργεί και, κατά συνέπεια, να ψύχει τη δεξαμενή θερμότητας. η φύση τείνει να μετακινείται από λιγότερο πιθανές καταστάσεις σε πιο πιθανές.
Πρέπει να τονιστεί ότι ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής (όπως και ο πρώτος) διατυπώνεται με βάση την εμπειρία. Στα περισσότερα γενική εικόναΟ δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: οποιαδήποτε πραγματική αυθόρμητη διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη.
Όλες οι άλλες διατυπώσεις του δεύτερου νόμου είναι ειδικές περιπτώσεις της πιο γενικής διατύπωσης. Ο W. Thomson (Lord Kelvin) πρότεινε το 1851 την ακόλουθη διατύπωση: Είναι αδύνατο, μέσω ενός άψυχου υλικού, να ληφθεί μηχανικό έργο από οποιαδήποτε μάζα ύλης ψύχοντάς την κάτω από τη θερμοκρασία του ψυχρότερου από τα γύρω αντικείμενα. Ο M. Planck πρότεινε μια πιο ακριβή διατύπωση από αυτή του Thomson: είναι αδύνατο να κατασκευαστεί ένα μηχάνημα περιοδικής λειτουργίας, του οποίου η όλη λειτουργία θα περιοριζόταν στην έννοια ενός συγκεκριμένου φορτίου και στην ψύξη μιας πηγής θερμότητας.Ένα μηχάνημα που λειτουργεί περιοδικά θα πρέπει να γίνει κατανοητό ως ένας κινητήρας που συνεχώς (σε μια κυκλική διαδικασία) μετατρέπει τη θερμότητα σε εργασία. Πράγματι, εάν ήταν δυνατό να κατασκευαστεί μια θερμική μηχανή που θα έπαιρνε απλώς θερμότητα από κάποια πηγή και θα τη μετατρέπει συνεχώς (κυκλικά) σε έργο, τότε αυτό θα αντέβαινε στην πρόταση ότι το σύστημα μπορεί να κάνει εργασία μόνο όταν δεν υπάρχει ενέργεια στο αυτό το σύστημα. ισορροπία (ιδίως σε σχέση με θερμική μηχανή– όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ θερμών και ψυχρών πηγών στο σύστημα). Εάν δεν υπήρχαν περιορισμοί που επιβάλλονται από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, τότε αυτό θα σήμαινε ότι είναι δυνατή η κατασκευή μιας θερμικής μηχανής με μία μόνο πηγή θερμότητας. Ένας τέτοιος κινητήρας θα μπορούσε να λειτουργήσει ψύχοντας, για παράδειγμα, νερό στον ωκεανό. Αυτή η διαδικασία μπορούσε να συνεχιστεί μέχρι να μετατραπεί όλη η εσωτερική ενέργεια του ωκεανού σε έργο. Μια θερμική μηχανή που θα ενεργούσε με αυτόν τον τρόπο ονομάστηκε εύστοχα από τον W.F. Ostwald μηχανή αέναης κίνησης δεύτερου είδους
(Διαφορετικός μηχανή αέναης κίνησηςπρώτου είδους, που λειτουργεί αντίθετα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας). Σύμφωνα με τα παραπάνω, η διατύπωση του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου που δόθηκε από τον Planck μπορεί να τροποποιηθεί ως εξής: η εφαρμογή μιας μηχανής αέναης κίνησης δεύτερου είδους είναι αδύνατη.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η ύπαρξη μιας μηχανής αέναης κίνησης δεύτερου είδους δεν έρχεται σε αντίθεση με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Στην πραγματικότητα, σε αυτόν τον κινητήρα, το έργο δεν θα παράγεται από το τίποτα, αλλά λόγω της εσωτερικής ενέργειας που περιέχεται στην πηγή θερμότητας, έτσι ώστε, ποσοτικά, η διαδικασία λήψης έργου από τη θερμότητα αυτή η υπόθεσηδεν θα ήταν εφικτό. Ωστόσο, η ύπαρξη ενός τέτοιου κινητήρα είναι αδύνατη από την άποψη της ποιοτικής πλευράς της διαδικασίας μεταφοράς θερμότητας μεταξύ των σωμάτων. Συχνά ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής παρουσιάζεται ως ενοποιημένη αρχή ύπαρξης και αύξησης της εντροπίας. Η αρχή της ύπαρξης της εντροπίαςδιατυπώνεται ως μια μαθηματική έκφραση της εντροπίας των θερμοδυναμικών συστημάτων υπό συνθήκες αναστρέψιμης ροής διεργασιών: Αρχή Αύξησης Εντροπίαςανάγεται στη δήλωση ότι η εντροπία των απομονωμένων συστημάτων αυξάνεται σταθερά με οποιαδήποτε αλλαγή στην κατάστασή τους και παραμένει σταθερή μόνο με μια αναστρέψιμη ροή διεργασιών: Και τα δύο συμπεράσματα σχετικά με την ύπαρξη και την αύξηση της εντροπίας προκύπτουν με βάση κάποιο αξίωμα που αντικατοπτρίζει τη μη αναστρέψιμότητα των πραγματικών διεργασιών στη φύση. Τις περισσότερες φορές, τα αξιώματα των R. Clausius, W. Thompson-Kelvin, M. Planck χρησιμοποιούνται για να αποδειχθεί η συνδυασμένη αρχή της ύπαρξης και της αύξησης της εντροπίας. Στην πραγματικότητα, οι αρχές της ύπαρξης και της αύξησης της εντροπίας δεν έχουν τίποτα κοινό. Φυσικό περιεχόμενο: η αρχή της ύπαρξης της εντροπίας χαρακτηρίζει τις θερμοδυναμικές ιδιότητες των συστημάτων και η αρχή της αυξανόμενης εντροπίας είναι η πιο πιθανή πορεία πραγματικών διεργασιών. Η μαθηματική έκφραση της αρχής της ύπαρξης της εντροπίας είναι η ισότητα και η αρχή της αύξησης είναι η ανισότητα. Εφαρμογές: για τη μελέτη χρησιμοποιείται η αρχή της ύπαρξης της εντροπίας και οι συνέπειες που προκύπτουν από αυτήν φυσικές ιδιότητεςουσίες, και την αρχή της αυξανόμενης εντροπίας - για να κρίνουμε την πιο πιθανή ροή φυσικά φαινόμενα. Το φιλοσοφικό νόημα αυτών των αρχών είναι επίσης διαφορετικό. Από αυτή την άποψη, οι αρχές της ύπαρξης και της αύξησης της εντροπίας εξετάζονται χωριστά και οι μαθηματικές εκφράσεις τους για οποιαδήποτε σώματα λαμβάνονται με βάση διάφορα αξιώματα. Το συμπέρασμα σχετικά με την ύπαρξη απόλυτης θερμοκρασίας T και εντροπίας s ως θερμοδυναμικές συναρτήσεις της κατάστασης οποιωνδήποτε σωμάτων και συστημάτων είναι το κύριο περιεχόμενο του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου και ισχύει για οποιεσδήποτε διεργασίες - αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες. Όσο περισσότερη τάξη υπάρχει στο σύστημα, τόσο πιο δύσκολο είναι να αποκατασταθεί από την αταξία. Είναι ασύγκριτα πιο εύκολο να σπάσεις γυαλί από το να φτιάξεις ένα καινούργιο και να το βάλεις σε πλαίσιο. Πολύ πιο εύκολο να σκοτώσεις Ζωντανό ονπαρά να τον επαναφέρεις στη ζωή, αν είναι δυνατόν. «Ο Θεός δημιούργησε ένα μικρό ζωύφιο. Αν το συνθλίψεις, θα πεθάνει», ένα τέτοιο επίγραμμα έβαλε ο Αμερικανός βιοχημικός Szent Györgyi στο βιβλίο του «Bioenergetics». Η επιλεγμένη κατεύθυνση του χρόνου («το βέλος του χρόνου»), που γίνεται αντιληπτή από εμάς, είναι προφανώς συνδεδεμένη ακριβώς με την κατεύθυνση των διαδικασιών στον κόσμο. Βιβλιογραφία: G.Ya. Myakishev, A.Z. Σινιάκοφ. Μοριακή φυσικήκαι θερμοδυναμική. Φροντιστήριο για σε βάθος μελέτηΦυσική, 2002 Kirillin V.A. και άλλα Τεχνική θερμοδυναμική: Ένα εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια - 4η έκδ., Αναθεωρημένη - M .: Energoatomizdat, 1983. Βασικές αρχές θερμικής μηχανικής /V.S. Okhotin, V.F. Zhidkikh, V.M. Lavygin και άλλοι - M .: Higher School, 1984. Porshakov B.P., Romanov B.A. Βασικές αρχές της θερμοδυναμικής και της θερμικής μηχανικής.- M.: Nedra, 1988. Θερμομηχανική / επιμ. ΣΕ ΚΑΙ. Krutova.- M.: Mashinostroenie, 1986 Θερμοηλεκτρική μηχανική και θερμική μηχανική. Γενικά θέματα(βιβλίο αναφοράς) .- Μ .: Ενέργεια, 1980.
, όπου T 1 είναι η θερμοκρασία του θερμαντήρα. T 2 - θερμοκρασία του ψυγείου.
Υπουργείο Σιδηροδρόμων της Ρωσικής Ομοσπονδίας
Τμήμα Χημείας και Οικολογίας
Κανω ΑΝΑΦΟΡΑ
Συμπλήρωσε: μαθητής της ομάδας 318
Khabarovsk 2010
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας δηλώνει ότι η ποσότητα ενέργειας σε οποιονδήποτε από τους μετασχηματισμούς της παραμένει αμετάβλητη. Αλλά δεν λέει τίποτα για το ποιοι ενεργειακοί μετασχηματισμοί είναι δυνατοί. Εν τω μεταξύ, πολλές διαδικασίες που είναι αρκετά αποδεκτές από την άποψη του νόμου της διατήρησης της ενέργειας δεν συμβαίνουν ποτέ στην πραγματικότητα.
Νόμος διατήρησης ενέργειας δεν απαγορεύειδιαδικασίες που βιώνονται δεν συμβαίνουν:
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής, που είναι ο πιο σημαντικός νόμος της φύσης, καθορίζει την κατεύθυνση στην οποία προχωρούν οι θερμοδυναμικές διεργασίες, θέτει τα πιθανά όρια για τη μετατροπή της θερμότητας σε έργο σε κυκλικές διεργασίες και επιτρέπει έναν αυστηρό ορισμό εννοιών όπως εντροπία, θερμοκρασία. , και τα λοιπά.
Η έννοια της εντροπίας
Η ασυμφωνία μεταξύ της μετατροπής της θερμότητας σε εργασία και της εργασίας σε θερμότητα οδηγεί σε έναν μονόπλευρο προσανατολισμό των πραγματικών διεργασιών στη φύση, ο οποίος αντανακλά φυσική έννοιαο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής στο νόμο της ύπαρξης και της αύξησης σε πραγματικές διαδικασίες μιας ορισμένης συνάρτησης που ονομάζεται εντροπία
, ορίζοντας μέτρο ενεργειακής απόσβεσης.
βέλος του χρόνου
Σε όλες τις διαδικασίες υπάρχει μια διακεκριμένη κατεύθυνση στην οποία οι διεργασίες πηγαίνουν από μόνες τους από μια πιο τακτική κατάσταση σε μια λιγότερο τακτική.
συμπέρασμα
Λόγω του γεγονότος ότι η συνεχής παραγωγή εργασίας από θερμότητα είναι δυνατή μόνο εάν ένα μέρος της θερμότητας που λαμβάνεται από τη θερμή πηγή μεταφέρεται στην ψυχρή πηγή, θα πρέπει να τονιστεί ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των θερμικών διεργασιών: μηχανικές εργασίες, ηλεκτρολογικές εργασίες, εργασίες μαγνητικών δυνάμεων κ.λπ. μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα χωρίς υπολείμματα.Όσον αφορά τη θερμότητα, μόνο ένα μέρος της μπορεί να μετατραπεί σε μια περιοδικά επαναλαμβανόμενη διαδικασία σε μηχανική και άλλου είδους εργασία. το άλλο μέρος πρέπει αναπόφευκτα να μεταφερθεί στην ψυχρή πηγή. Αυτό το πιο σημαντικό χαρακτηριστικόθερμικές διεργασίες, η ειδική θέση που καταλαμβάνει η διαδικασία λήψης εργασίας από θερμότητα με οποιαδήποτε άλλη μέθοδο απόκτησης εργασίας (π.χ. μηχανική εργασίαλόγω της κινητικής ενέργειας του σώματος, λήψη ηλεκτρικής ενέργειας λόγω μηχανικής εργασίας, παραγωγή έργου μαγνητικό πεδίολόγω ρεύματος κλπ). Με καθεμία από αυτές τις μεθόδους μετασχηματισμού, μέρος της ενέργειας πρέπει να δαπανηθεί σε αναπόφευκτες μη αναστρέψιμες απώλειες, όπως η τριβή, η ηλεκτρική αντίσταση, το μαγνητικό ιξώδες κ.λπ., ενώ μετατρέπεται σε θερμότητα.