Объяснение:
Второй закон термодинамики устанавливает критерии необратимости термодинамических процессов. Известно много формулировок второго закона, которые эквивалентны друг другу. Мы приведем здесь только одну формулировку, связанную с энтропией.
Существует функция состояния - энтропия S, которая обладает следующим свойством: , (4.1) где знак равенства относится к обратимым процессам, а знак больше - к необратимым.
Для изолированных систем второй закон утверждает: dS і 0, (4.2) т.е. энтропия изолированных систем в необратимых процессах может только возрастать, а в состоянии термодинамического равновесия она достигает максимума (dS = 0,
d 2S < 0).
Неравенство (4.1) называют неравенством Клаузиуса. Поскольку энтропия - функция состояния, ее изменение в любом циклическом процессе равно 0, поэтому для циклических процессов неравенство Клаузиуса имеет вид:
, (4.3)
где знак равенства ставится, если весь цикл полностью обратим.
Энтропию можно определить с двух эквивалентных подходов - статистического и термодинамического. Статистическое определение основано на идее о том, что необратимые процессы в термодинамике вызваны переходом в более вероятное состояние, поэтому энтропию можно связать с вероятностью:
, (4.4)
где k = 1.38 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана (k = R / NA), W - так называемая термодинамическая вероятность, т.е. число микросостояний, которые соответствуют данному макросостоянию системы (см. гл. 10). Формулу (4.4) называют формулой Больцмана.
С точки зрения строгой статистической термодинамики энтропию вводят следующим образом:
, (4.5)
где G (E) - фазовый объем, занятый микроканоническим ансамблем с энергией E.
Термодинамическое определение энтропии основано на рассмотрении обратимых процессов:
. (4.6)
Это определение позволяет представить элементарную теплоту в такой же форме, как и различные виды работы:
Qобр = TdS, (4.7)
где температура играет роль обобщенной силы, а энтропия - обобщенной (тепловой) координаты.
Расчет изменения энтропии для различных процессов
Термодинамические расчеты изменения энтропии основаны на определении (4.6) и на свойствах частных производных энтропии по термодинамическим параметрам:
(4.8)
Последние два тождества представляют собой соотношения Максвелла (вывод см. в гл. 5).
1) Нагревание или охлаждение при постоянном давлении.
Количество теплоты, необходимое для изменения температуры системы, выражают с теплоемкости: Qобр = Cp dT.
(4.9)
Пример 4-3. Найдите изменение энтропии газа и окружающей среды, если n молей идеального газа расширяются изотермически от объема V1 до объема V2: а) обратимо; б) против внешнего давления p.
короче на
Задание 1
Потому что эфир быстро испаряется, для испарения ему нужно поменять форму из жидкого состояния в газообразное, а для этого нужна энергия, которую он возьмёт и окружающей среды, то есть руки
Задание 2.
Дано:
m = 7кг
t1 = 0 C
t2 = 100 C
L = 2,3*10^6 Дж/кг
c = 4200 Дж
Q - ?
Q=Q1+Q2=cml + Lm
Q=4200 Дж * 7кг * 100С + 2,3 10^6 Дж/кг = 19,04 МДж
ответ:19,04 МДж
Задание 3
По таблице находим плотность насыщенного пара при 20 градусах
р нас=17.3 г\ м куб
р= ф*рнас=17,3*0.6=10.3 г\ м куб
По таблице находим плотность пара при 8 градусах
р2=8,3 г\ ь куб
ответ р-р2=10.38-8,3= 2,08 г выпадет из каждого кубометра воздуха
Задание 4
Металлическая расческа является проводником. При электризации она пропустит через себя электрические заряды, которые через тело человека уйдут в землю.
Задание 5
В электрическом поле внутри капли происходит перераспределение заряда. Верхний край капли получает заряд противоположный заряду верхней пластины а нижний край знак противоположный заряду нижней пластины. Очевидно что в таком состоянии капля сможет находится в равновесии если она находится к верхней пластине ближе чем к нижней
Задание 6
Мощность формула N=A/t.
A=Q=q*m=42000000 Дж/кг*60000кг=2520000000000Дж
Но кпд 30%, значит A=2,52*10^12*0,3=756000000000Дж
t=A/N=756000000000Дж/367000Вт=2060000сек
В 1 сутках 86400 секунд.
получается 2060000/86400=23,84 дня.
