Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Термодинамика - Ферми Э.

Ферми Э. Термодинамика — Харьков, 1969. — 162 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamika1969.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 49 >> Следующая


Тело с температурой t, поставленное в такие условия, что оно может изменять теплоту, но не может совершать работу, взаимодействуя с окружающей средой, называется источником теплоты при температуре t. В качестве примера можем рассмотреть тела, заключенные в 38

Глава III

жесткую оболочку или подвергающиеся незначительному изменению объема. Масса воды, которая имеет повсюду температуру t, может быть принята за источник теплоты, так как ее объем практически постоянен.

Мы можем теперь установить второй закон термодинамики в следующей форме: невозможен процесс, единственным конечным результатом которого будет превращение в работу теплоты, извлеченной из источника, имеющего всюду одинаковую температуру (постулат Кельвина)1.

Экспериментальное доказательство справедливости закона состоит главным образом в неудаче всех попыток сконструировать perpetuum mobile второго рода.

Второй закон может быть выражен также следующим образом: невозможен процесс, единственным конечным результатом которого был бы переход теплоты от тела с данной температурой к телу с более высокой температурой (постулат Клаузиуса).

До сих пор мы, однако, пользовались только опытной температурной шкалой. Чтобы дать точную формулировку постулата Клаузиуса, следует сначала определить, что мы подразумеваем, когда говорим, что одно тело имеет более высокую температуру, чем другое. Если привести два тела, имеющих различную температуру, в тепловой контакт, то теплота самопроизвольно перейдет от одного из них к другому. Таким образом, можно заключить, что тело, из которого теплота переходит, имеет более высокую температуру, чем другое тело.

1 Существенной частью постулата Кельвина является то, что превращение теплоты в работу есть единственный конечный результат процесса. Действительно, невозможно превратить в работу теплоту, взятую от источника, имеющего всюду одинаковую температуру, только в том случае, если в конце процесса отсутствуют какие-либо изменения системы.

Рассмотрим, например, изотермическое расширение идеального газа, который находится в тепловом контакте с источником теплоты при температуре Т. Так как энергия газа зависит только от температуры, а температура не изменяется во время процесса, то мы должны иметь AU = 0. Из первого закона [уравнение (15)] получаем затем, что L = Q, т. е. работа L, совершенная при расширении газа, равна теплоте Q, которую он поглощает из источника. Имеется, таким образом, полное превращение теплоты Q в работу L. Но это не противоречит постулату Кельвина, так как превращение Q в L не является единственным конечным результатом процесса. В конце процесса газ занимает объем больший, чем занимал его вначале. Первый закон термодинамики

39

Теперь можно сформулировать постулат Клаузиуса следующим образом: если при контакте теплота переходит от тела А к другому телу В, то невозможен процесс, единственным конечным результатом которого был бы переход теплоты от В к А.

Однако следует доказать эквивалентность постулатов Клаузиуса и Кельвина. Для этого нужно доказать, что если постулат Клаузиуса несправедлив, то несправедлив и постулат Кельвина, и наоборот.

Предположим, что постулат Кельвина несправедлив. Тогда можно было бы совершить процесс, единственным результатом которого являлось бы полное превращение в работу теплоты, взятой от единственного источника при температуре t±. Тогда путем трения можно было бы превратить работу снова в теплоту и благодаря этому поднять температуру тела, независимо от того, какой была его начальная температура І2- В частности, температуру ^ можно было взять такой, чтобы она была выше, чем t±. Таким образом, единственным результатом этого процесса был бы переход теплоты от одного тела (источника при температуре t\) к другому телу с более высокой температурой t2, что было бы нарушением постулата Клаузиуса.

Вторая часть доказательства эквивалентности этих двух постулатов требует сначала обсуждения возможности превращения теплоты в работу. Этому вопросу посвящен следующий раздел.

8. Цикл Карно

Согласно постулату Кельвина, невозможно превратить в работу теплоту, полученную от источника однородной температуры, не производя при этом других изменений в системе, включающей источник. Поэтому, чтобы совершить такой процесс, необходимы, по крайней мере, два источника с различными температурами t\ и Имея два таких источника, можно превратить теплоту в работу в ходе следующего процесса, который называется циклом Карно.

Рассмотрим жидкость, состояние которой можно изобразить на диаграмме (V,p), а также две адиабаты и две изотермы, соответствующие температурам ti и Эти четыре кривые взаимно пересекаются в четырех точках А, В, С, D, как показано на рис. 7. Пусть AB и CD — две изотермы, соответствующие температурам ti и AC и BD 40

Глава III

— две адиабаты. Обратимый цикл превращения ABDCA называется циклом Карно.

нимается от них. Пусть ^ больше, чем t±. Пусть вначале объем и давление жидкости в цилиндре соответственно Va и Pa (точка А на рис. 7). Так как точка лежит на изотерме, отвечающей температуре t2, то сначала температура жидкости равна Поэтому, если поместить цилиндр на источник с температурой ?2, то не произойдет никакого перехода теплоты (рис. 8, А).
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 49 >> Следующая