Физическая химия. Килимник А.Б. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

му телу (вода в сосуде не закипит на холодной плите). Самопроизвольно процессы идут только с убы-
лью энергии. Самопроизвольные процессы могут быть использованы для совершения работы. В обрат-
ном направлении эти процессы можно осуществить, лишь затратив необходимое количество энергии.
Второй закон термодинамики имеет несколько формулировок (Карно, Клапейрон, Клаузиус и Том-
сон, лорд Кельвин).
Невозможно создать машину, которая, действуя посредством кругового процесса, будет
только извлекать теплоту из теплоисточника и превращать ее в эквивалентное количество ра-
боты.
В 1909 году немецкий ученый Каратеодори сформулировал общий принцип, позволяющий с учетом
первого закона термодинамики построить всю систему термодинамики.
Вблизи любого равновесного состояния термодинамической системы существует бесконечное
множество других состояний недостижимых из первого путем равновесного или самопроизволь-
ного адиабатического процесса.
Этот принцип называют “Принцип адиабатической недостижимости” или “Принцип Каратеодо-
ри”.
Каратеодори Константин (1873 – 1950) – немецкий математик.
Труды по теории функций и вариационному исчислению. Дал аксиоматическое построение основ
термодинамики (1909).
Классические формулировки второго закона термодинамики и принцип Каратеодори приводят к ус-
тановлению важнейшего свойства системы – энтропии. Понятие энтропии введено Р. Клаузиусом в
1865 году. Название было составлено им из двух греческих слов: εν – “в” и τροπη – “превращение”.
Имелась в виду тенденция превращения энергии в менее ценные формы – рассеяние энергии.
Существует некоторое экстенсивное свойство системы S, называемое энтропией, изменение которо-
го следующим образом связано с поглощаемой теплотой и температурой системы в процессе:
а) самопроизвольном dS > dQ
/
T;
б) равновесном dS = dQ
/
T;
в) не самопроизвольном dS < dQ
/
T.
Отношение элементарного количества теплоты к температуре называют приведенной теплотой.
Поэтому можно сказать, что приращение энтропии в равновесном процессе равно приведенной теплоте.
Энтропия – свойство системы: ее изменение не зависит от пути проведения процесса.
Единица измерения энтропии – Дж
/(моль ⋅ К).
Рассмотрим применение второго закона термодинамики к изолированным системам. Изолированная
система не обменивается с другими системами любыми видами энергии, работы и веществами.
Пусть у системы сохраняются постоянными объем и внутренняя энергия. Так как исключен тепло-
обмен с другими системами, то dQ = 0. Отсюда следует, что в процессе:
а) самопроизвольном dS > 0;
б) равновесном dS = 0;
в) не самопроизвольном dS < 0.
Поскольку а) и в) – взаимное обращение, то второй закон термодинамики для изолированной сис-
темы записывают в виде
dS ≥ 0.
Энтропия изолированной термодинамической системы или увеличивается, или остается по-
стоянной.

Страницы