Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
25
Добавлен:
17.04.2013
Размер:
45.57 Кб
Скачать

Лекция №22.

в 1-ом сосуде находятся быстрые молекулы, в другом медленные

∆S > 0

r, см (радиус объема)

N (число частиц)

t, C (время, за которое происходит она флуктуация)

10-5

103 – 104

10-11

2,510-5

3,0105

1

106 (11

1

2,71019

(1010)14

 Причиной необратимости являются очень большое количество частиц в обычных системах. Явления, происходящие на границе микро- и макро- систем, уже в значительной степени обратимы (…. (очень, ультра) системы). В системах, состоящих из нескольких частиц, т/д параметры теряют смысл, нельзя говорить об энтропии или давлении одной молекулы. Для таких систем пропадает различие между порядком и беспорядком  различие между теплой и работой. Закон возрастания энтропии в этом случае теряет смысл. Однако с увеличением частиц наиболее вероятное состояние системы становится достоверным. Таким образом, для характеристики микросистем важен статистический подход, а к макро- классический, данными и формулировками Клаузиуса и Томпсона.

Гипотеза тепловой смерти и ее несостоятельность.

Первая формулировка, касающаяся смерти Земли принадлежит Томпсону, что только системы, подверженные обратимым изменениям обладают свойствами восстанавливать механическую энергию, т.е. производить ту же самую механическую работу. При необратимых процессах (трение, диффузия) система тел не может прийти в начальное состояние, т.к. ее механическая энергия непрерывно уменьшается. Т.е. происходит ее рассеивание, т.е. превращается в теплоту – дессипация.

Клаузиус вывел второе начало т/д:

Применив эти уравнения к вселенной в целом:

  1. Энергия мора постоянна.

  2. Энтропия мира стремится к максимуму.

Не все приняли эти положения, поэтому в науке предпринимались попытки вывести другое второе начало т/д, т.к. если стремится к максимуму  тепловая смерть. Неправильность Клаузиуса то, что он применит свое уравнение на вселенную, т.к. она не имеет границ изоляции.

Равновесные и неравновесные процессы.

Из точки А в точку В - в сторону равновесных процессов.

F1 силы, F1  F2

F2 (силы прямого и обратимого направления)

Равновесный процесс (р.п.) – это процесс, который протекает в прямом и обратном направлении через одни и те же стадии близкие к состоянию равновесия. Состояние равновесия: любая изолированная система самопроизвольно стремится к конечному состоянию – равновесию. При отсутствии внешних силовых полей состояние равновесия характеризуется постоянством по времени и координате всех параметров внутри системы им каждой ее частей, т.е. в состоянии равновесия отсутствуют градиенты, любой градиент исчезает за счет теплового движения молекул. Например, градиент С исчезнет за счет диффузии, градиент температуры за счет теплопроводности. Равновесное состояние – постоянство всех параметров, а р.п. – их изменение, однако термин «р.п.», который включает в себя понятия равновесия, является удачным. Т.к. р.п. – абстракция, реально их нет. Р.п. – это предел варионтральных процессов, где различие между действующими и производящими силами мало.

Характерные признаки р.п.:

  1. Изменение направления процесса при увеличении на бесконечно малую величину противодействующих сил.

  2. Бесконечно малая скорость процесса.

  3. Одинаковая и наибольшая по абсолютной величине работа в прямых и обратных процессах,  т.о. классически т/д, оперируя понятием равновесный процесс, фактически можно описать только состояние равновесия системы.

Реальные процессы (неравновесные).

Неравновесные процессы, при которых свойства системы изменяются во времени. В них действующая сила отличается от противодействующей на конечную величину с конечной скоростью. При их описании в качестве новой переменной появляется величина времени Т.

Технологами часто используется понятие стационарное состояние. Любая система, в которой протекает какой-либо процесс и которая нее испытывает внешнего воздействия, в конце концов, приходит в состояние, не изменяющееся во времени. Системы, в которых протекают неравновесные процессы при постоянном градиенте действующих сил, могут также прийти в состояние, не изменяющееся во времени. Это стационарное состояние. Математически оно описывается с помощью функцией распределения.

(r,t) = 0 – станцион.

- однородная система.

P1 > P2. A12 = P2dV (неравновесный процесс).

Возможная работа системы: A = P1dV

Если обе производные равны нулю, то это равновесное состояние. Различие между равновесным и неравновесным процессами и их … наиболее наглядно проявляется при сравнении работ обоих процессов.

Aравн - Aнеравн = (P1 – P2)dV = A+ - разность, которая представляет собой нескомпенсированную («потерянную») работу. Обратимся к первому закону т/д:

dU = LQ - Aравн

Из предыдущего выражения:

Aравн = + (Aнеравн + A*)

U = LQ – (Aнеравн + A*) (*)

Функция A* реально не существует, она потеряна в результате неравномерного процесса, dU – функция состояния, ее изменение не зависит: протекает ли процесс равновесным или неравновесным путем. Чтобы величина dU согласно закону сохранения энергии не зависела от пути перехода, некомпенсированная работа должна появиться в уравнении (*) в другой форме. В большинстве случаев работа переходит в неупорядоченную форму движения (теплоту).

iQ = - A*, где i – внутр.

DU = LQ + IQ - Aнеравн.

iQ – значение теплоты, которое возникло в системе в результате протекания неравновесного процесса.

Соседние файлы в папке Лекции (Павлова)