Примеры на обратимый изотермический процесс

Примеры

• Обратимый изотермический процесс. Во-первых, мы рассматриваем обратимое изотермическое расширение идеала gas. In в этом случае громкость изменяется от Vx до V2.Изменение энтропии газа г dQo6o г ПДВ) дв П2 Как = | — = = / ^ — ^ й-в-в-ПА,(2.42） У меня есть 1 Потому что dU при постоянной температуре T равно O Таким образом, она точно равна изменению энтропии газа, взятого с совершенно противоположным знаком. Там было много в этом

процессе D5lift = 0, (2.44） Это происходит потому, что положительные и отрицательные изменения энтропии газа и окружающих объектов уравновешивают друг друга. Условие (2.44) является точным представлением условия обратимости процесса. Можно также более четко различать понятия «обратимыйв механическом смысле» и»

обратимый», что означает» квазистатический » (см. Главу 1,§ 4). В чисто механических движениях энтропия всегда поддерживается постоянной (фактически, согласно принципу Больцмана, она равна нулю. См. § 5).Говоря об обратимом процессе, это изменение означает, что оно компенсируется точно в любой момент времени противоположным по знаку изменением энтропии объекта,

С другой стороны, в термодинамическом процессе энтропия системы изменяется. Людмила Фирмаль

окружающего систему. Но в случае термоизоляции обратимый процесс, в данном случае не только^ 5LAT = 0, но и dS-0, поэтому это различие между механическими и термодинамическими системами исчезает. 2.Необратимый процесс теплоизоляции. Здесь мы рассматриваем необратимые процессы, то есть адиабатическое расширение газов в пустоты: (Vlt 7) — >(1^, Tf). В этом случае имеет

место неравенство (2.36). кроме того, видно, что dQ = 0, но ни то, ни другое не дает возможности рассчитать фактическое изменение entropy. To для этого нужно воспользоваться тем, что это государственная функция. Интеграл J dco6p! T на обратимом пути, соединяющем начальное состояние и конечное состояние Это изменение энтропии газа. Здесь мы обнаруживаем изменение

энтропии окружающих объектов. Очевидно.、 Д С. Из. = — й J dQ = — АС. (2.43） Это же значение равно изменению энтропии системы. Для идеального газа ситуация особенно проста. Если газ расширяется в пустоту (dL = P dV = 0), то (di / ldV) T = 0, поэтому Tf = Tlt. Поэтому сами изотермы, соединяющие Vi и VJ, являются простейшими обратимыми путями. Опять же, вы получите точно такой же результат, как и в шаге 1. А = Р \ Н-Jjf По. (2.45） Каково изменение энтропии окружающих объектов в этом случае? Система полностью

• изолирована, поэтому она, очевидно, должна быть zero. So, в отличие от обратимого процесса, он выглядит так: L5 этаж> 0(2.46） Направление процесса, в котором могут происходить необратимые переходы, то есть Vj> 3.Необратимый процесс передачи тепла. В качестве 3-го примера рассмотрим нагрев определенного количества объекта от температуры TY до T2.In в этом случае энтропия системы возрастает следующим образом, так как dQ = Cv dTt. Д5 = Дж ДТ = ЧВ в B -, (2.47） Я… Если удельная теплоемкость Su предполагается постоянной. Для обратимого нагрева тела, во время

резервуаров, участвующих в процессе Карно, можно ввести большое количество тепловых резервуаров, температура которых колеблется от Tj до T2.Когда тело нагревается путем передачи теплового количества dQ, взятого из резервуара к телу, и температура резервуара на каждой стадии бесконечно мала за пределами температуры тела, изменение энтропии окружающего тела на каждой стадии процесса становится противоположным знаку изменения энтропии тела и изменения всей энтропии. Конечно, на самом деле корпус нагревается при непосредственном контакте

с баком, имеющим более высокую температуру Т2.Затем система перемещает количество тепла из бака(очевидно, необратимо Два М = Дж CvdT = СV (Т2-ТХ). (2.48） Я… Это изменяет энтропию системы, как и раньше [см.(2.47)], поскольку конечное состояние остается тем же. Уменьшение энтропии объекта примерно в это время имеет разные значения） Д5внеш= — — -. (2.49) * 2 Общее изменение энтропии D5P0LN = Су(в-1+ а). (2.50） Выражение в скобках всегда

Самопроизвольная передача тепла всегда происходит в направлении от высшего тела к низшему телу temperature. Людмила Фирмаль

положительное, и можно снова увидеть, что энтропия увеличивается в необратимом процессе. In в предыдущем примере мы неявно предполагали это. Напротив, это положение, которое является одним из 1 эмпирических фактов, лежащих в основе второго закона термодинамики, может

быть выведено из второго закона.2 объекта с разными температурами Tx и G2 сразу начинают обмениваться теплом. Через короткий промежуток времени общее изменение энтропии составляет =(2.51） 1/2 Где dQ-количество передаваемого тепла、 ’) Что касается состояния резервуара, то не имеет значения, является ли

процесс обратимым или нет. Поскольку состояние резервуара не изменяется в процессе работы, его можно определить как объект с бесконечно большим тепловыделением capacity. So, для резервуара Q-минутное количество. Так, для T2> Tv калорийность dQ положительна, и наоборот. Тепло передается от нагретого тела к неотапливаемому.

Смотрите также:

Предмет термодинамика

Цикл Карно	Энтропия и вероятность
Энтропия	Функции состояния