С. Карно и Р. Клаузиус о втором начале термодинамики. Понятие энергии и энтропии. Закон энтропии

1.

Презентация на тему:
С. Карно и Р. Клаузиус о втором
начале термодинамики. Понятие
энергии и энтропии. Закон
энтропии
в закрытых
Выполнили:
Глыбина системах.
Люба
Колтунов Михаил
Группа 111 Т о/з

2.

Основатели второго начала
термодинамики.
Изначально закон сохранения механической
энергий сформулировал Г.Лейбниц в 1686г.
Но как всеобщий закон природы его
выработали
Ю.Майер.
Д.ДжоулЬ
Г.Гельмгольц.

3.

Первый закон термодинамики
Энергия в природе не возникает из ничего и не
исчезает: количество энергий неизменно,она
только переходит из одной формы другую.
Этот закон имеет распространение на
тепловые явления нося название первого
закона термодинамики.

4.

Второе начало термодинамики
Термодинамика, это наука о тепловых
процессах, о превращении тепловой энергии. Для
описания термодинамических процессов первого
начала термодинамики недостаточно. Выражая
общий закон сохранения и превращения энергии,
первое начало не позволяет определить
направление протекания процессов.

5.

A Q1 Q2 .
Q2
η 1
Q1

6.

Чтобы термический коэффициент полезного
η
1
действия теплового двигателя был
,
Q
0
2, т.е.
должно быть выполнено условие
тепловой двигатель должен иметь один источник
теплоты, а это невозможно.
Н. Карно в 1824 г. доказал, что для работы
теплового двигателя необходимо не менее двух
источников теплоты с различными
температурами.
Невозможность создания вечного двигателя
второго рода подтверждается вторым началом
термодинамики:

7.

Математической
формулировкой
второго начала является выражение
dS 0
Энтропия замкнутой системы при
любых происходивших в ней процессах
не может убывать (или увеличивается
или остается неизменной).

8.

Постулаты
Постулат Клаузиуса 1824г: «Невозможен
процесс, единственным результатом которого
являлась бы передача тепла от более
холодного тела к более горячему» (такой
процесс называется процессом Клаузиуса).
Постулат Томсона (Кельвина) 1850г :
«Невозможен круговой процесс, единственным
результатом которого было бы производство
работы за счет охлаждения теплового
резервуара» (такой процесс называется
процессом Томсона).

9.

введен Рудольфом
Клаузисом в 1856 г.
Энтропия
Немецким физиком одним
из создателей
термодинамики и
кинетической теорий
газов.Развивая идеи Карно
точно сформулировал
принципы
эквивалентности. теплоты
и работы

10.

«Энтропия изолированной
системы не может уменьшаться»
(закон неубывания энтропии)
Q1 Q2
T1 T2

11.

В термодинамике есть еще понятие –
энергетическая потеря в изолированной
системе
П Tмин ΔS (6.6.3)
11

12.

При любом необратимом процессе энтропия
увеличивается до того, пока не прекратятся какиелибо процессы, т.е пока не станет F = 0.
Это произойдет, при достижении замкнутой
системы равновесного состояния, т.е. когда все
параметры состояния системы (Р, Т) во всех точках
системы станут одинаковыми. Вывести систему из
этого равновесного состояния можно только
затратив
энергию
из
вне.
На основании этих рассуждений Клаузиус в 1867 г.
выдвинул гипотезу о тепловой смерти Вселенной.
12

13.

Время 1
Закон неубывания энтропии,
или так называемый
физический смысл второго
закона термодинамики, гласит:
«Если в некоторый момент
времени энтропия замкнутой
системы отлична от
максимальной, то в
последующие моменты она
увеличивается или в
предельном случае остается
постоянной. В замкнутой
системе энтропия не убывает.»
Время 2

14.

Закон энтропии в закрытых системах
Изолированной (замкнутой) называют
систему, которая не обменивается с
окружающей средой ни энергией, ни
веществом.

15.

Обратимые и необратимые процессы.
Исходя из закона неубывания энтропии, во
всех существующих в природе замкнутых
системах энтропия никогда не убывает —
она увеличивается или остается постоянной
(в предельных случаях). Таким образом, все
процессы, происходящие в окружающем
мире с макроскопическими телами, можно
разделить на необратимые и обратимые.

16.

Необратимыми называются процессы,
сопровождающиеся возрастанием энтропии
всей замкнутой системы. Обратные процессы
в таком случае невозможны, так как при
них энтропия должна была бы уменьшиться.
Обратимыми называются процессы, при
которых термодинамическая
энтропия замкнутой системы постоянна. При
этом энтропия отдельных частей системы
может меняться.

17.

Для обратимых процессов изменение
энтропии:
ΔS обр 0, т. к.
dQобр
0
(6.1.4)
T
- это выражение называется равенство
Клаузиуса.
17

18.

Благодарим
МГИиТ 2014
за
Внимание!