7.14. Другий закон (начало) термодинаміки

Другий закон термодинаміки можна сформулювати такими еквівалентними положеннями:

0. неможливо створити вічний двигун другого роду, тобто двигун, що отримує тепло від нагрівача і перетворює його у рівну кількість механічної енергії,

1. неможливий процес, єдиним результатом якого є перетворення тепла, одержаного від нагрівача, в еквівалентну йому роботу.

2. неможливий процес, єдиним результатом якого є передача енергії у формі тепла від холодного тіла до гарячого,

3. неможливий круговий процес, єдиним результатом якого було б виконання роботи за рахунок охолодження робочого тіла,

4. в замкненій системі ентропія може лише зростати або залишаться сталою.

Основне співвідношення термодинаміки, що об'єднує в собі перший і другий закони термодинаміки має вид

TdS  dU + A,

де знак рівності відноситься до оборотного процесу.

7.15. Третій закон (начало) термодинаміки

За гіпотезою Планка при абсолютному нулі температури внаслідок квантового характеру процесів, які відбуваються в довільній системі при низьких температурах за умов її стійкої рівноваги, є тільки один мікростан, тотожній макростанові системи і =1. В цьому випадку початкова ентропія S₀=kln = 0.

Третій закон термодинаміки за Нернстом: в довільному ізотермічному процесі, який проведено при абсолютному нулі температури, приріст ентропії S_{T = 0} = 0, незалежно від можливої зміни будь - яких інших параметрів системи (тиск, об'єм і т. п. ).

7.16. Контрольні питання

1. Які існують агрегатні стани речовини?

2. Охарактеризуйте газовий стан речовини.

3. Що являє собою рідина?

4. Опишіть фізичні властивості твердих тіл.

5. Що являє собою плазма?

6. Дайте визначення термодинамічної системи.

7. Що розуміють під теплотою?

8. Визначте замкнену термодинамічну систему.

9. Який зміст має термодинамічний метод дослідження речовини

10. Які існують термодинамічні параметри стану речовини?

11. Визначте роботу термодинамічної системи.

12. Який фізичний зміст має процес теплообміну?

13. Що означає конвективний теплообмін?

14. Який стан називається рівноважним?

15. Які параметри термодинамічної системи є функціями її стану?

16. Які термодинамічні процеси є екстенсивними та інтенсивними?

17. Які процеси називають рівноважними (квазістатичними)?

18. Дайте визначення кругового процесу (циклу).

19. Наведіть приклади ізопроцесів.

20. Як графічно відображаються ізопроцеси?

21. Які термодинамічні процеси називають оборотним та необоротним?

22. Опишіть ізотермічний процес ідеального газу.

23. Опишіть ізобаричний процес ідеального газу.

24. Опишіть ізохоричний процес ідеального газу.

25. Сформулюйте об’єднаний газовий закон.

26. Сформулюйте закон Авогадро.

27. Запишіть рівняння стану Клапейрона - Менделєєва.

28. Що називається парціальним тиском газу?

29. Сформулюйте закон Дальтона.

30. Дайте загальне визначення внутрішньої енергії термодинамічної системи.

31. Дайте термодинамічне визначення внутрішньої енергії термодинамічної системи.

32. Дайте визначення роботи розширення газу.

33. Визначте перший закон (начало) термодинаміки.

34. Дайте визначення адіабатичного процесу.

35. Виведіть рівняння адіабати та його модифікації.

36. Робота розширення газу при адіабатичному процесі.

37. Визначте теплоємність тіла.

38. Теплоємність газу при сталому об'ємі.

39. Теплоємність при сталому тискові.

40. Що може виступати робочим тілом теплового двигуна?

41. Фізичне призначення та принцип роботи теплових двигунів та холодильних машин.

42. Яку функцію виконує нагрівач теплового двигуна?

43. Яку функцію виконує холодильник теплового двигуна?

44. Опишіть прямий цикл теплового двигуна.

45. Опишіть зворотній цикл холодильної машини.

46. Визначте термічний коефіцієнт корисної дії (ККД) холодильної машини.

47. Визначте термічний коефіцієнт корисної дії (ККД) теплового двигуна

48. Опишіть цикл Карно.

49. Виведіть коефіцієнт корисної дії теплової машини за цикл Карно.

50. Виведіть коефіцієнт корисної дії холодильної установки за цикл Карно.

51. Запишіть ентропію термодинамічної системи за Клаузіусом.

52. Визначте ізоентропійнй процес.

53. Визначте ентропію при ізобаричному процесі.

54. Визначте ентропію при ізохоричному процесі

55. Запишіть ентропію термодинамічної системи за Больцманом.

56. Визначте термодинамічну ймовірність.

57. Сформулюйте другий закон (начало) термодинаміки у трьох твердженнях.

58. Запишіть основне співвідношення термодинаміки, що об'єднує в собі перший і другий закони термодинаміки.

59. Визначте третій закон (начало) термодинаміки.