«Теория тепловой смерти Вселенной»

Авторы её неверно распространяют на всю Вселенную II начало термодинамики. Они рассуждают так: все виды энергии способны самопроизвольно превращаться в теплоту, а она самопроизвольно переходит от более нагретых тел к менее нагретым.

Таким образом, во Вселенной непрерывно происходит процесс выравнивания температур, то есть Вселенная достигнет состояния термодинамического равновесия, при котором исключается возможность каких – либо процессов. Наступит тепловая смерть Вселенной. К этому состоянию Вселенная идёт, следовательно, она была создана какое – то количество лет тому назад. Развиваясь, Вселенная шла от состояния менее вероятных к более вероятным. Пойдём назад, вглубь веков, мы дойдём до состояния, вероятность которого исчезающе мала. Такое состояние не может возникнуть случайно, но оно может быть создано сознательным существом. Ошибка их в том, что опытный закон, установленный для системы, содержащей конечное число частиц, необоснованно переносился на бесконечно протяжённую систему. Кроме того, II начало термодинамики не учитывает целый ряд превращений, которые могут играть большую роль во Вселенной.

Вселенная – вечна, звёздные миры продолжают возникать в наше время, Вселенная непрерывно обновляется. По всей вероятности, во Вселенной наряду с процессами выравнивания температур имеют место процессы, приводящие к значительной концентрации энергии и к возникновению областей с очень высокой температурой.

Круговые процессы (циклы). Работа цикла

Рассмотрим равновесный процесс (происходящий бесконечно медленно), сводящийся к изменению P, V, T, и определим работу, совершаемую в результате этого процесса, переводящего систему (рабочее вещество, например, газ) из состояния в состояние(рис.1).

При бесконечно малом изменении объёма dV можно считать P=const и работа газа при этом будет равна: . Графически она изображается площадью заштрихованного столбика.

Если dV>0, то A>0. Если dV<0, то A<0.

То есть работа, совершаемая рабочим веществом при расширении(dV>0), положительна. Она совершается либо за счёт подводимого к системе тепла, либо за счёт её внутренней энергии, либо по обеим причинам.

При сжатии вещества внешними силами(dV<0) A<0, это ведёт к передаче от рабочего вещества внешним телам количества тепла(dQ<0) либо к увеличению запаса внутренней энергии тела U, либо к обоим этим процессам одновременно.(Выводы следуют из 1 начала термодинамики: d'Q= dU +PdV ).

Полная работа при изменении состояния вещества от точки до точки будет равна: .

Графически она изображается площадью фигуры .

Пусть теперь путём сжатия рабочее вещество снова переведено в состояние и пусть расширение идёт по кривой, а сжатие по кривой (рис.2). Для этого сжатие проводим при другом температурном ходе, чем температурный ход, при котором проводилось расширение. Так как мы рассматриваем вещества, для которых коэффициент объёмного расширения положителен, то <.

Весь процесс, изображаемый замкнутой кривой, называется круговым процессом или циклом.

Подсчитаем сумму работ, совершённых при цикле.

Работа при расширении (>0) изображается площадью фигуры.

Работа при сжатии (<0) изображается площадью фигуры.

Суммарная работа A=+изображается разностью площадей этих фигур, то есть она равна площади фигуры. Эта работа положительна: A>0.

Обозначим: внутреннюю энергию вещества в состоянии - ,

внутреннюю энергию вещества в состоянии - .

Количество тепла, переданного рабочему веществу при расширении, .

Количество тепла, переданного рабочему веществу при сжатии , .

(то есть при расширении рабочее вещество получает тепла, а при сжатии отдаёт, то есть получает ).

По I – му началу термодинамики имеем:

; ; Складываем:.

Таким образом, при этом замкнутом цикле рабочему веществу передано тепла, оно отдало<. За счёт разностирабочее вещество совершило работу против внешних сил. Эта работа A>0.

Такой цикл называется прямым циклом, так как в результате его проведения за счёт переданного количества тепла совершена работа A. Процесс, изображаемый прямым циклом , представляет собой тепловую машину.

Мы видим, что из полученного тепла , часть отдаётся вовне. Но ведь передача тепла сама собой происходит только от более нагретого тела к менее нагретому. Таким образом, должны быть: более горячее тело (нагреватель), передающее рабочему веществу тепла, и более холодное тело, которому рабочее вещество передаёт количества тепла (холодильник). КПД, характеризующий цикл, равен:

;

Рассмотрим цикл, обратный этому:

При обратном цикле расширение вещества происходит по кривой. При этом совершается положительная работа , числено равная площади . Сжатие идёт по кривой . Работа, совершаемая при этом, <0. Она равна площади фигуры . Суммарная работа отрицательна, так как по абсолютному значению >. Численное значение А равно площади фигуры .

Пусть при расширении система поглощает извне тепла, а при сжатии отдаёт . Весь процесс состоит в следующем: силы, приложенные к системе со стороны внешних тел, совершают положительную работу А; система получает извне тепла, а отдаёт, большее .Количество отданного тепла: .

Машина, работающая по рассмотренному циклу, может служить холодильной машиной: так как расширение протекает при более низкой температуре, чем сжатие , то может браться от более холодного тела, а передаваться более горячему. Холодильная машина работает за счёт внешних сил, она «перетаскивает» некоторое количество тепла от более холодного тела (тем самым охлаждая его ещё сильнее) к телу более горячему.