Тепловые устройства и инновации на основе термодинамики. Черный А.А. - 5 стр.

работы в теплоту. Г.Гельмгольц в 1847 г. математически обосновал закон
сохранения энергии, показав его всеобщий характер. Подход всех трех ав-
торов закона сохранения энергии был различным. Майер отталкивался
больше от общих положений, связанных с аналогией между "живой силой"
(энергией), которую приобретали тела при своем падении в соответствии с
законом всемирного тяготения, и теплотой, которую отдавали сжатые га-
зы. Джоуль шел от экспериментов по выявлению возможности исполь-
зования электрического двигателя как практического источника энер-
гии (это обстоятельство и заставляло его задуматься над вопросом о ко-
личественной эквивалентности работы и теплоты).
        Г.Гельмгольц пришел к открытию закона сохранения энергии, пыта-
ясь применить концепцию движения Ньютона к движению большого числа
тел, которые находятся под влиянием взаимного притяжения. Его вывод о
том, что сумма силы и напряжения (т.е. кинетической и потенциаль-
ной энергией) остается постоянной, является формулировкой закона со-
хранения энергии в его наиболее общей форме. Механическая работа, элек-
тричество и теплота - различные формы энергии. Д.Бернал так охаракте-
ризовал его значение: "Он объединил много наук и находился в исклю-
чительной гармонии с тенденциями времени. Энергия стала универсальной
валютой физики - так сказать, золотым стандартом изменений, происхо-
дивших во вселенной. То, что было установлено, представляло собой твер-
дый валютный курс для обмена между валютами различных видов энер-
гии: между калориями теплоты. Килограммометрами работы и киловатт-
часами электричества. Вся человеческая деятельность в целом - промыш-
ленность, транспорт, освещение и, в конечном счете, питание и сама жизнь -
рассматривалась с точки зрения зависимости от этого одного общего тер-
мина - энергия."
        Второе начало термодинамики - закон возрастания энтропии: в замк-
нутой (т.е. изолированной в тепловом и механическом отношении) системе
энтропия либо остается неизменной (если в системе протекают обратимые,
равновесные процессы), либо возрастает (при неравновесных процессах) и в
состоянии равновесия достигает максимума. Существуют и другие эквива-
лентные формулировки второго начала термодинамики, принадлежащие раз-
ным ученым: невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу,
более нагретому, без каких-либо других изменений в системе или окружаю-
щей среде (Р.Клаузиус); невозможно создать периодически действующую,
т.е. совершающую какой-либо термодинамический цикл, машину, вся работа
которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и
соответствующему охлаждению теплового резервуара (В.Томсон, М.Планк);
невозможно построить вечный двигатель второго рода, т.е. тепловую маши-
ну, которая в результате совершения кругового процесса (цикла) полностью
преобразует теплоту, получаемую от какого-либо одного "неисчерпаемого"
источника (океана, атмосферы и т.д.) в работу (В.Оствальд).
         В.Томсон (лорд Кельвин) сформулировав принцип невозможности
создания вечного двигателя второго рода, в 1852 году пришел к формирова-
                                    5