48.Второе начало термодинамики. Различные формулировки.

Из термодинамического определения энтропии следует формулу расчета количества теплоты: δQ = T ⋅ dS .

Эта формула носит название «второе начало термодинамики» для обратимых процессов. В общем случае имеем δQ ≤ T ⋅ dS , где знак «меньше» относится к необратимым процессам.

При поглощении газом (или любым телом) теплоты энтропия возрастает, а при выделении теплоты энтропия тела уменьшается.

Существуют и другие формулировки второго начала термодинамики, например, словесная формулировка Клаузиуса: «Невозможен циклический процесс, единственным результатом которого была бы передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому». Действительно, ведь тепло самопроизвольно переходит только от более нагретых тел к менее нагретым. Обратный переход тепла практически невероятен.

49.Энтропия. Термодинамическое определение энтропии.

Энтропия – это функция состояния газа, элементарное приращение которой равно отношению полученного газом количества теплоты к температуре газа: dS ,

Для обратимого, идеального, цикла Карно имеем , то есть интеграл по замкнутому контуру от некоторой величины равен нулю, и следовательно, приращение этой величины не зависит от траектории. Это означает, что под знаком интеграла должен стоять дифференциал некоторой величины, которая должна быть функцией состояния газа. Эту величину, которая является функцией состояния газа, Клаузиус назвал энтропией и обозначил буквой S.

50.Закон возрастания энтропии. Статистический смысл энтропии. Формула Больцмана.

Энтропия теплоизолированной системы никогда не убывает, она остается постоянной, если происходящие в системе процессы обратимы, а при необратимости процессов в системе ее энтропия возрастает – закон

возрастания энтропии.

Энтропия термодинамического состояния системы определяется через термодинамическую вероятность как: S = k·lnW, где k – постоянная Больцмана. Это выражение энтропии через термодинамическую вероятность получило название"принцип Больцмана".

51.Тепловая машина. Кпд тепловой машины. Кпд идеального цикла Карно.

Теплова́я маши́на — устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу (тепловой двигатель) или механическую работу в тепло (холодильник). Преобразование осуществляется за счёт изменения внутренней энергии рабочего тела — на практике обычно пара или газа.

Идеальная тепловая машина — машина, в которой произведённая работа и разница между количеством подведённого и отведённого тепла равны. Работа идеальной тепловой машины описывается циклом Карно.

При работе часть тепла Q1 передается от нагревателя к рабочему телу, а затем часть энергии Q2 передается холодильнику, который охлаждает машину.

КПД тепловой машины считается по формуле ((Q1-Q2)/Q1)х100.

Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

Изотермическое расширение. В начале процесса рабочее тело имеет температуру  , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты  . При этом объём рабочего тела увеличивается.

Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение. Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

Изотермическое сжатие. Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру  , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты  .

Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие. Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

КПД тепловой машины Карно: Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно .

52.Постулаты специальной теории относительности. Понятие одновременности событий в специальной теории относительности.

В основе специальной теории относительности (СТО) лежат два постулата:

1. Все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета, и абсолютное движение обнаружить невозможно – принцип относительности.

2. Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от движения источника или наблюдателя –принцип постоянства скорости света.

ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ОДНОВРЕМЕННОСТИ

Если в двух разных точках на оси 0х два события произошли одновременно, то по отношению ко всем наблюдателям, движущимся относительно оси 0х, эти же события произошли не одновременно. Причиной этому является постоянство скорости света относительно любых инерциальных систем отсчета.