русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Энтропия


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1106; Нарушение авторских прав


Прежде, чем переходить к содержанию второго закона ознакомимся еще с одной термодинамической функцией, называемой энтропией S.

Энтропия является функцией состояния, т.е. ее изменение DS в каком-либо процессе зависит только от начальной величины S1 и конечной S2: DS = S2 – S1. Чтобы уяснить сущность энтропии рассмотрим понятие о термодинамической вероятности системы. Одно и то же макросостояние системы, т.е. состояние, задаваемое термодинамическими параметрами, может существовать при различном распределении энергии между отдельными молекулами, т.е. состоять из большого числа микросостояний.

Число микросостояний, с помощью которых может быть осуществлено данное макросостояние, называется термодинамической вероятностью системы w.

В отличие от математической вероятности, которая может изменяться в пределах от нуля до единицы, термодинамическая вероятность системы не может быть меньше единицы и обычно является большой величиной. Чтобы подсчитать термодинамическую вероятность системы необходимо найти число комбинаций, с помощью которых может быть осуществлено данное пространственное распределение, т.е. число разных микросостояний.

Рассмотрим в качестве примера кристалл металла при комнатной температуре. Мы знаем, что в узлах кристаллической решетки находятся положительные ионы металла, которые совершают колебательные движения. Макросостояние системы – это весь кристалл. Положение каждого иона в данный момент времени – это микросостояние системмы. Число разных положений ионов характеризуют термодинамическую вероятность системы. При нагревании кристалла колебательные движения ионов усиливаются, и число разных положений возрастает. Наоборот, при приближении к абсолютному нулю, когда движение затухает, термодинамическая вероятность стремится к единице.

Величина энтропии S непосредственно связана с термодинамической вероятностью системы w формулой Больцмана:



S = k ln w (1.23)

В этом уравнении коэффициент пропорциональности k, называемый постоянной Больцмана.

k = R / NА (1.24)

Из уравнения (1.23) следует, что при повышении температуры энтропия возрастает, при охлаждении – уменьшается и при приближении к абсолютному нулю стремится к нулю. Все сказанное позволяет сделать вывод:

Энтропия является мерой хаотичности, неупорядоченности системы.

1.5.3. Формулировки и математические выражения второго начала термодинамики

Было предложено несколько формулировок второго закона термодинамики. Согласно Р.Клаузиусу:

Теплота не может переходить сама собой от тела менее нагретого к телу более нагретому. (1850 г.)

Формулировка Кельвина :

Невозможно превратить в механическую работу теплоту какого-либо тела, не производя никакого другого действия, кроме охлаждения этого тела. (1854).

Согласно Оствальду:

Вечный двигатель второго рода невозможен (1888 г.).

Под вечным двигателем второго рода подразумевается периодически действующая тепловая машина, которая была бы способна полностью превращать теплоту в работу, т.е. без передачи части ее холодильнику.

Все перечисленные формулировки термодинамически эквивалентны. Смысл второго начала термодинамики состоит в том, что

любой самопроизвольный процесс протекает в направлении, при котором система переходит из менее вероятного состояния в более вероятное, т.е. сопровождается увеличением энтропии.

Это тоже формулировка второго начала.

Исходя из всего сказанного следует, что

второе начало термодинамики имеет статистическую природу и отражает лишь наиболее вероятные пути протекания процессов.

Математическое выражение второго начала термодинамики :

dS ³ dQ/T (1.25)

В этом уравнении знак неравенства относится к необратимым самопроизвольным процессам, а знак равенства – к обратимым процессам.

Из уравнения следует, что энтропия выражается в Дж×моль-1×К-1.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Значение второго закона | Изменение энтропии при различных процессах


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.005 сек.