Детская энциклопедия

Меню сайта











Энтропия. Трудная глава

Мы уже знаем, как был открыт первый за­кон термодинамики. На опыте была обнаруже­на независимость разности поглощенного систе­мой тепла и совершенной ею работы от того, какие круговые процессы происходили в системе. Это и стало доказательством того, что в мире суще­ствует замечательная величина, свойственная любой системе, любому веществу, любому телу,— внутренняя энергия. Она определяется только состоянием системы и не зависит от того пути, по которому система в это состояние пришла.

Запомним это и снова вернемся ко второму закону термодинамики.

Значение к. п. д. обратимой тепловой ма­шины, работающей с любым веществом (т. е. величину, показывающую, какую долю затра­ченного тепла мы можем превращать в работу), можно выразить формулой:

 

 

 

В науке часто несложные, простые арифме­тические действия приводят к большим и важ­ным выводам. Относитесь к ним с уважением— такие действия, несмотря на их простоту, иногда раскрывают большую научную перспективу.

Вам сейчас придется внимательно просле­дить за преобразованием выражения для к. п. д. Оно преобразуется очень просто. Конечно, это выражение можно переписать так:

 

Затем  его можно   упростить:

 

 

Полученную пропорцию лучше переписать так:

 

Не забывайте, что индексом «н» обозначены тепло, взятое у нагревателя, и его температура, а индексом «х» — тепло, отданное холодиль­нику, и, соответственно, его температура.

И,   наконец,   можно написать:

 

Учтем, что мы условились считать тепло, которое система получает, положительным, а то тепло, которое она отдает, — отрицательным.

Ясно, что этот результат представляет собой алгебраическую сумму отношений теплоты и соответствующей температуры. Для обратимого цикла Карно эта сумма оказалась равной нулю:

 

В термодинамике принято говорить: сумма приведенных теплот для обратимого цикла Карно равна нулю.

Оказывается, что это справедливо и для любого обратимого, т. е. квазистатического, цикла, каким бы сложным оно ни было. Это за­мечательный результат, один из наиболее важ­ных для всего естествознания.

Из него сейчас же следует очень важный вывод: для любой системы и для любого не­замкнутого процесса, каким бы он ни был, из скольких бы стадий ни состоял, обязательно должно существовать такое особое свойство системы, изменение которого при переходе из одного состояния в другое равно сумме приве­денных теплот.

Это, конечно, не очень понятно; не так уж легко представить себе, о чем тут идет речь, а наглядно это свойство вообразить вряд ли удастся. Но тем не менее такое свойство дей­ствительно существует в природе, оно играет важнейшую роль не только в термодинамике, но и во всем естествознании, включая даже философию.

Это свойство принято обозначать буквой S. Его изменение при переходе системы из одного состояния в другое равно

 

Открыл его немецкий ученый, знаменитый термодинамик Р . Клаузиус. Это уравнение носит его имя.

Обнаружив в природе новую, ранее не изве­стную никому величину, Клаузиус назвал ее странным и непонятным словом «энтропия», которое сам и придумал. Он так объяснил его значение: «тропе» по-гречески означает «пре­вращение». К этому корню Клаузиус добавил две буквы — «эн», так чтобы получившееся сло­во было бы по возможности подобно слову «энергия». Обе величины настолько близки друг другу своей физической значимостью, что известное сходство в их названиях было целесообразно.

Открытие второго закона позволило обнару­жить в природе новое замечательное свойство — энтропию, подобно тому как первый закон термодинамики привел к открытию точного по­нятия «внутренняя энергия».





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016