37 Второе начало термодинамики

Периодически действующее устройство, основанное на первом законе термодинамики, которое совершает работу за счёт охлаждения одного источника теплоты, называется вечным двигателем второго рода.

Называется полученное опытным путём утверждение о невозможности построения вечного двигателя второго рода, существуют две формулировки:

1) невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от некоторого тела, в эквивалентную ей работу;

2) невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от тела менее нагретого к телу более нагретому;

Энтропия. Энтропия идеального газа:

. Однозначная функция состояния S, полный дифференциал которой определяется последней формулой, называется энтропией тела. По характеру изменения энтропии можно судить о том, в каком направлении происходит теплообмен. При нагревании тела > 0) его энтропия возрастает , если тело охлаждается, то наоборот.

Полный дифференциал энтропии идеального газа:

, где М-масса газа, - его молярная масса, - молярная теплоёмкость газа при постоянном объёме, R- универсальная газовая постоянная, T- температура газа, V – его объём

38 Поверхности натяжения. Капиллярные явления

Капиллярные явления - физические явления, обусловленные действием поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред. Искривление поверхности ведёт к появлению в жидкости дополнительного капиллярного давления Dp, величина которого связана со средней кривизной r поверхности уравнением Лапласа: Dp = p1 — p2 = 2s12/r, где (s12 — поверхностное натяжение на границе двух сред; p1 и p2 — давления в жидкости 1 и контактирующей с ней среде (фазе) 2. В случае вогнутой поверхности жидкости (r < 0) давление в ней понижено по сравнению с давлением в соседней фазе: p1 < p2 и Dp < 0. Для выпуклых поверхностей (r > 0) знак Dp меняется на обратный. Капиллярное давление создаётся силами поверхностного натяжения, действующими по касательной к поверхности раздела. Искривление поверхности раздела ведёт к появлению составляющей, направленной внутрь объёма одной из контактирующих фаз. Для плоской поверхности раздела (r = ¥) такая составляющая отсутствует и Dp = 0.

Высота поднятия жидкости в капиллярной трубке hопределяется уравновешиванием лапласовского и гидростатичесого давлений: Свойство поверхности жидкости сокращаться можно истолковать как существование сил, стремящихся сократить эту поверхность. Молекула M1 (рис. 2), расположенная на поверхности жидкости, взаимодействует не только с молекулами, находящимися внутри жидкости, но и с молекулами, находящимися на поверхности жидкости, расположенными в пределах сферы молекулярного действия.