лекции по физике_1 / Lekcija_14-2015
.pdf
Лекция 14
Основное неравенство и основное уравнение термодинамики Понятие о термодинамических потенциалах Эффект Джоуля – Томпсона
Принцип Ле-Шателье - Брауна Введение в термодинамику необратимых процессов
1
Люди придумывают столько сил – сколько неизвестных явлений они обнаруживают
Гегель
2
Обратимый цикл Карно
В тепловой машине, работающей по циклу Карно, имеются три тела: холодильник, нагреватель, рабочее тело (газ).
Изменение энтропии газа |
Sгаза 0, |
так как газ возвращается в исходное состояние.
3
Для обратимых процессов изменение
энтропии:
Sобр 0, т.к. dQTобр 0
- это выражение называется равенство
Клаузиуса.
4
Неравенство Клаузиуса
dTQ 0
5
Необратимый цикл |
|
dQ |
0 |
T |
|||
|
|
|
|
|
|
или |
Sнеобр 0 |
Это неравенство Клаузиуса.
При любом необратимом процессе в
замкнутой системе |
энтропия возрастает |
6
Таким образом, для произвольного
процесса, |
|
|
|
|
S |
Q |
, |
||
|
||||
|
|
T |
|
где, знак равенства – для обратимого процесса; знак больше для необратимого.
Для замкнутой системы
dS 0
это математическая запись второго начала
термодинамики.
7
При обратимомном процессе
dQ TdS
При необратимом процессе, как доказал Клаузиус
dS dQ /T
изменение энтропии больше приведенной теплоты.
Тогда тогда эти выражения можно
объединить: |
dQ TdS |
|
8
Первое и второе начала термодинамики в объединенной форме имеют вид:
TdS dU dA.
Это уравнение (неравенство) называют
основным уравнением (неравенством)
термодинамики
9
Понятие о термодинамических потенциалах
Все расчеты в термодинамике основываются на
использовании функций состояния, называемых
термодинамическими потенциалами. Каждому
набору независимых параметров соответствует
свой термодинамический потенциал.
Изменения потенциалов в ходе процессов
определяют либо совершаемую системой работу,
либо получаемое системой тепло.
10